專利名稱：光刻機的光路系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路制造工藝技術領域，尤其涉及一種光刻機的光路系統。
背景技術：
伴隨集成電路制造工藝的不斷進步，半導體器件的體積和關鍵尺寸正變得越來越小，同時晶圓尺寸變得越來越大，從100毫米，150毫米，200毫米升級為現在產業界主流的 300毫米，且450毫米晶圓尺寸生產設備的研發展望也已經在ITRS路線圖中被提及。隨著半導體器件關鍵尺寸的減小和晶圓尺寸的擴大，集成電路產業面臨越來越多的挑戰，所面臨的重要挑戰之一是半導體生產線總體建設成本和運營成本的上升，運營成本中重要一項就是能耗成本的劇烈上升，以一臺8英寸193納米氟化氬激光光源的光刻機為例，其光刻機和軌道機系統的運行最大功率高達150KVA，這表示一臺典型的8英寸光刻機系統僅一天的運行能耗就高達3600千瓦時，相當于數百個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1314000千瓦時。半導體生產設備的高精尖的特殊屬性，使得為保證生產設備的最佳性能和穩定度，半導體生產設備及其動力系統、輔助系統等一直保持每日M小時全年度不關機的運行，從而使得半導體生產設備的總體能耗居高不下。以光刻機為例，圖1所示為現有技術中采用激光光源的步進掃描光刻機的光路系統示意圖，所述步進掃描光刻機的光路系統包括激光器21、遮光快門22、光路優化系統23、 光刻版遮光系統對、光路增強優化系統25、光刻版沈和物鏡27 ；所述激光器21為保持最佳狀態，時刻保持開啟狀態并發出激光脈沖；所述遮光快門22用于控制激光進入或者不進入光刻機的光路系統當光刻機進行曝光作業時，所述遮光快門22處于打開狀態，所述激光器21發射的激光穿過所述遮光快門22、光路優化系統23、光刻版遮光系統M、光路增強優化系統25、光刻版沈和物鏡27，最終到達硅片28的表面，形成曝光，當光刻機未進行曝光作業或者在做曝光作業的準備工作時，所述遮光快門22處于關閉狀態，所述激光器21發射的激光被所述遮光快門22阻擋無法進入光刻機的光路系統；由此可知，即使光刻機未進行曝光作業或者在做曝光作業的準備工作，所述激光器21也在產生激光能量，而此時產生的激光能量都被無效浪費了。如何將集成電路制造工藝中浪費無效的能源重新回收利用，從而降低半導體設備總體能耗和半導體生產線的運營成本，已經得到了半導體業界的普遍關注和重視，這也是半導體裝備及工藝技術發展的一個重要研究和開發方向。同時，工業生產的節能降耗，特別是裝備制造環節和生產環節的節能降耗也是綠色環保及可持續發展的重要組成部分。

發明內容
本發明的目的在于提供一種光刻機的光路系統，利用光電效應使被浪費的激光能量轉化為電能，再回收利用，從而降低光刻機的總體能耗。
為了達到上述的目的，本發明提供一種光刻機的光路系統，包括激光器、遮光快門和光電效應模塊，所述光電效應模塊設置在所述遮光快門靠近激光器的表面上，當所述遮光快門處于關閉狀態時，所述激光器發射的激光照射在所述光電效應模塊的表面上。上述光刻機的光路系統，其中，所述光電效應模塊為光電轉換器件。上述光刻機的光路系統，其中，所述光電效應模塊為半導體光伏發電器件。上述光刻機的光路系統，其中，所述光電效應模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過外部充放電控制器與外部蓄電池連接。上述光刻機的光路系統，其中，所述光電效應模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過外部逆變器進入電網。上述光刻機的光路系統，其中，所述光伏組件為光伏電池方陣，由一個或者多個光伏電池片組成，當所述遮光快門處于關閉狀態時，所述激光器發射的激光垂直照射在所述光伏組件的表面上，所述光伏組件發生光電效應，在電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能。上述光刻機的光路系統，其中，所述遮光快門為旋轉式開合快門或者移動式開合快門。上述光刻機的光路系統，其中，所述遮光快門為金屬片。本發明光刻機的光路系統在遮光快門的表面上安裝光電轉換器件，光電轉換器件可利用光電效應將光能轉換為電能，因此，本發明的光刻機的光路系統可將大量閑置和浪費的激光光能持續不斷地轉化為電能，再回收利用這些電能，從而降低光刻機的總體能耗， 降低光刻機總體運營成本，可為綠色環保和可持續發展做出有效貢獻。


本發明的光刻機的光路系統由以下的實施例及附圖給出。圖1是現有技術中采用激光光源的步進掃描光刻機的光路系統的光路系統示意圖。圖2是本發明光刻機的光路系統實施例一的示意圖。圖3是本發明光刻機的光路系統實施例二的示意圖。圖4是本發明中電能回收利用實施例一的示意圖。圖5是本發明中電能回收利用實施例二的示意圖。
具體實施例方式以下將結合圖2 圖5對本發明的光刻機的光路系統作進一步的詳細描述。參見圖2，本發明實施例的光刻機的光路系統包括激光器31、遮光快門33和光電效應模塊41 ；所述激光器31為光刻機的曝光光源；所述遮光快門33設置在所述激光器31發射的激光光線32前行的光路上；所述光電效應模塊41設置在所述遮光快門33靠近激光器31的表面上，當所述遮光快門33處于關閉狀態時，所述激光器31發射的激光光線32照射在所述光電效應模塊41 的表面上；
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當激光光線32照射在所述光電效應模塊41上時，所述光電效應模塊41產生光電效應將光能轉換為電能，產生電流。所述光電效應模塊41的數量可以是一塊，也可以是多塊，根據實際需要確定。本發明光刻機的光路系統中光電效應模塊的安裝和維護成本低，且為一次性投入，投入后可將大量閑置和浪費的激光光能持續不斷地轉化為電能，再回收利用這些電能， 從而降低光刻機的總體能耗，降低光刻機總體運營成本，可為綠色環保和可持續發展做出有效貢獻；本發明光刻機的光路系統中的光電效應模塊并不影響激光器本身維持最佳狀態， 不會影響光刻機的性能。所述遮光快門33可以是旋轉式開合快門，也可以是移動式開合快門；如圖2所示，所述遮光快門33為旋轉式開合快門，所述遮光快門33包括旋轉門板 331、連接桿332和旋轉電機(圖2中未示)，所述連接桿332設置在所述旋轉門板331遠離激光器31的表面上，所述旋轉電機與所述連接桿332連接，所述光電效應模塊41固定安裝在所述旋轉門板331靠近激光器31的表面上，所述旋轉電機驅動所述連接桿332帶動所述旋轉門板331轉動(如圖2中的箭頭所示，圖2中所述遮光快門33處于關閉狀態)，使所述遮光快門33打開或關閉，在所述旋轉門板331轉動的同時，所述光電效應模塊41跟隨所述旋轉門板331 —起轉動；較佳地，所述旋轉門板331為金屬片；如圖3所示，所述遮光快門33為移動式開合快門，所述遮光快門33包括第一平移門板333和第二平移門板334，所述第一平移門板333與所述第二平移門板334相向運動時，所述遮光快門33關閉，所述第一平移門板333與所述第二平移門板334相背運動時，所述遮光快門33打開，在所述第一平移門板333和所述第二平移門板334靠近激光器31的表面上分別安裝一光電效應模塊41a和41b，所述第一平移門板333運動時，所述光電效應模塊41a跟隨所述第一平移門板333 —起運動，所述所述第二平移門板334運動時，所述光電效應模塊41b跟隨所述第二平移門板334 —起運動。較佳地，所述第一平移門板333和第二平移門板334均為金屬片。所述光電效應模塊41為光電轉換器件，例如半導體光伏發電器件。參見圖4，一較佳實施例中，所述光電效應模塊41包括光伏組件411a、所述光伏組件411a為光伏電池方陣，由一個或者多個光伏電池片組成，當所述遮光快門33處于關閉狀態時，所述激光器31發射的激光光線32垂直照射在所述光伏組件411a的表面上，所述光伏組件411a產生光電效應，在電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成_;所述光伏組件 411a通過外部充放電控制器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受光照時產生的電能并可隨時向負載供電；所述充放電控制器41 用于自動防止所述蓄電池413a過充電和過放電。參見圖5，另一較佳實施例中，所述光電效應模塊41包括光伏組件411b，所述光伏組件411b為光伏電池方陣，由一個或者多個光伏電池片組成，當所述遮光快門33處于關閉狀態時，所述激光器31發射的激光光線32垂直照射在所述光伏組件411b的表面上，所述光伏組件411b發生光電效應，在電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能；所述光伏組件411b產生的電能通過外部逆變器412b進入電網。
當本發明光刻機的光路系統進行曝光作業時，所述遮光快門33處于打開狀態，所述激光器31發射的激光光線32穿過遮光快門33、光路優化系統、光刻版遮光系統、光路增強優化系統、光刻版和物鏡，最終到達硅片的表面，形成曝光；當本發明光刻機的光路系統未進行曝光作業或者或者在做曝光作業的準備工作時，所述遮光快門33處于關閉狀態(如圖2所示)，所述激光器31發射的激光光線32被所述遮光快門33阻擋，因此，所述激光器31發射的激光光線32全部入射到所述光電效應模塊41上，所述光電效應模塊41發生光電效應將激光光能轉化為電能，所述光電效應模塊41 產生的電能或者通過所述充放電控制器41 貯存在所述蓄電池413a內隨時向負載供電， 或者通過外部逆變器41 并入電網。本發明光刻機的光路系統在遮光快門的表面上安裝光電轉換器件，光電轉換器件可利用光電效應將光能轉換為電能，因此，本發明的光刻機的光路系統可將大量閑置和浪費的激光光能持續不斷地轉化為電能，再回收利用這些電能，從而降低光刻機的總體能耗， 降低光刻機總體運營成本，可為綠色環保和可持續發展做出有效貢獻。
權利要求
1.一種光刻機的光路系統，包括激光器和遮光快門，其特征在于，所述光刻機的光路系統還包括光電效應模塊，所述光電效應模塊設置在所述遮光快門靠近激光器的表面上， 當所述遮光快門處于關閉狀態時，所述激光器發射的激光照射在所述光電效應模塊的表面上。
2.如權利要求1所述的光刻機的光路系統，其特征在于，所述光電效應模塊為光電轉換器件。
3.如權利要求2所述的光刻機的光路系統，其特征在于，所述光電效應模塊為半導體光伏發電器件。
4.如權利要求3所述的光刻機的光路系統，其特征在于，所述光電效應模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過外部充放電控制器與外部蓄電池連接。
5.如權利要求3所述的光刻機的光路系統，其特征在于，所述光電效應模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過外部逆變器進入電網。
6.如權利要求4或5所述的光刻機的光路系統，其特征在于，所述光伏組件為光伏電池方陣，由一個或者多個光伏電池片組成，當所述遮光快門處于關閉狀態時，所述激光器發射的激光垂直照射在所述光伏組件的表面上，所述光伏組件發生光電效應，在電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成蟲籃。
7.如權利要求1所述的光刻機的光路系統，其特征在于，所述遮光快門為旋轉式開合快門或者移動式開合快門。
8.如權利要求1或7所述的光刻機的光路系統，其特征在于，所述遮光快門為金屬片。
全文摘要
本發明的光刻機的光路系統包括激光器、遮光快門和光電效應模塊，所述光電效應模塊設置在所述遮光快門靠近激光器的表面上，當所述遮光快門處于關閉狀態時，所述激光器發射的激光照射在所述光電效應模塊的表面上。本發明的光刻機的光路系統中光電效應模塊的安裝和維護成本低，且為一次性投入，投入后可將大量閑置和浪費的激光光能持續不斷地轉化為電能，再回收利用這些電能，從而降低光刻機的總體能耗，降低光刻機總體運營成本，可為綠色環保和可持續發展做出有效貢獻。
文檔編號H02N6/00GK102314094SQ20111025990
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月5日 優先權日2011年9月5日
發明者袁偉 申請人:上海集成電路研發中心有限公司