[发明专利]光刻机的光路系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺技术领域，尤其涉及一种光刻机的光路系统。

背景技术

伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积和关键尺寸正变得越来越小，同时晶圆尺寸变得越来越大，从100毫米，150毫米，200毫米升级为现在产业界主流的300毫米，且450毫米晶圆尺寸生产设备的研发展望也已经在ITRS路线图中被提及。

随着半导体器件关键尺寸的减小和晶圆尺寸的扩大，集成电路产业面临越来越多的挑战，所面临的重要挑战之一是半导体生产线总体建设成本和运营成本的上升，运营成本中重要一项就是能耗成本的剧烈上升，以一台8英寸193纳米氟化氩激光光源的光刻机为例，其光刻机和轨道机系统的运行最大功率高达150KVA，这表示一台典型的8英寸光刻机系统仅一天的运行能耗就高达3600千瓦时，相当于数百个普通居民家庭的一日用电总量。而其一年的用电总量更是高达1314000千瓦时。

半导体生产设备的高精尖的特殊属性，使得为保证生产设备的最佳性能和稳定度，半导体生产设备及其动力系统、辅助系统等一直保持每日24小时全年度不关机的运行，从而使得半导体生产设备的总体能耗居高不下。

以光刻机为例，图1所示为现有技术中采用激光光源的步进扫描光刻机的光路系统示意图，所述步进扫描光刻机的光路系统包括激光器21、遮光快门22、光路优化系统23、光刻版遮光系统24、光路增强优化系统25、光刻版26和物镜27；所述激光器21为保持最佳状态，时刻保持开启状态并发出激光脉冲；所述遮光快门22用于控制激光进入或者不进入光刻机的光路系统：当光刻机进行曝光作业时，所述遮光快门22处于打开状态，所述激光器21发射的激光穿过所述遮光快门22、光路优化系统23、光刻版遮光系统24、光路增强优化系统25、光刻版26和物镜27，最终到达硅片28的表面，形成曝光，当光刻机未进行曝光作业或者在做曝光作业的准备工作时，所述遮光快门22处于关闭状态，所述激光器21发射的激光被所述遮光快门22阻挡无法进入光刻机的光路系统；由此可知，即使光刻机未进行曝光作业或者在做曝光作业的准备工作，所述激光器21也在产生激光能量，而此时产生的激光能量都被无效浪费了。

如何将集成电路制造工艺中浪费无效的能源重新回收利用，从而降低半导体设备总体能耗和半导体生产线的运营成本，已经得到了半导体业界的普遍关注和重视，这也是半导体装备及工艺技术发展的一个重要研究和开发方向。

同时，工业生产的节能降耗，特别是装备制造环节和生产环节的节能降耗也是绿色环保及可持续发展的重要组成部分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光刻机的光路系统，利用光电效应使被浪费的激光能量转化为电能，再回收利用，从而降低光刻机的总体能耗。

为了达到上述的目的，本发明提供一种光刻机的光路系统，包括激光器、遮光快门和光电效应模块，所述光电效应模块设置在所述遮光快门靠近激光器的表面上，当所述遮光快门处于关闭状态时，所述激光器发射的激光照射在所述光电效应模块的表面上。

上述光刻机的光路系统，其中，所述光电效应模块为光电转换器件。

上述光刻机的光路系统，其中，所述光电效应模块为半导体光伏发电器件。

上述光刻机的光路系统，其中，所述光电效应模块包括光伏组件，所述光伏组件通过外部充放电控制器与外部蓄电池连接。

上述光刻机的光路系统，其中，所述光电效应模块包括光伏组件，所述光伏组件通过外部逆变器进入电网。

上述光刻机的光路系统，其中，所述光伏组件为光伏电池方阵，由一个或者多个光伏电池片组成，当所述遮光快门处于关闭状态时，所述激光器发射的激光垂直照射在所述光伏组件的表面上，所述光伏组件发生光电效应，在电池的两端产生电动势，将光能转换成电能。

上述光刻机的光路系统，其中，所述遮光快门为旋转式开合快门或者移动式开合快门。

上述光刻机的光路系统，其中，所述遮光快门为金属片。

本发明光刻机的光路系统在遮光快门的表面上安装光电转换器件，光电转换器件可利用光电效应将光能转换为电能，因此，本发明的光刻机的光路系统可将大量闲置和浪费的激光光能持续不断地转化为电能，再回收利用这些电能，从而降低光刻机的总体能耗，降低光刻机总体运营成本，可为绿色环保和可持续发展做出有效贡献。

附图说明

本发明的光刻机的光路系统由以下的实施例及附图给出。

图1是现有技术中采用激光光源的步进扫描光刻机的光路系统的光路系统示意图。