2]在本实施方案中，步骤S4具体为:
依据第一光线能量与第二光线能量之间的关系曲线，将硅片面上曝光所需第二光线能量阈值换算为对应的中间焦点处不参与曝光的第一光线能量阈值；
将实时探测的中间焦点处不参与曝光的光线能量值与所述第一光线能量阈值进行比较，直至中间焦点处不参与曝光的光线能量值大于第一光线能量阈值时，关闭所述曝光系统中的光开关。
[0023]其中，硅片面上曝光所需第二光线能量阈值依据光刻胶灵敏度进行具体的设定。
[0024]本实施方案还提供了一种曝光系统的曝光方法，该曝光方法中采用上述任意一种曝光剂量的监控方法进行曝光。
[0025]本实施方案提供了一种曝光系统，参见图1，曝光系统包括曝光光学系统，该曝光光学系统沿着曝光光线的传播方向依次包括照明系统1和投影物镜2，其中，照明系统1包含前组光学元件11和后组光学元件12，前组光学元件11包括第一反射111和第二反射镜112，后组光学元件12包括第三反射镜121、第四反射镜122和第五反射镜123，投影物镜2包含第六反射镜21和第七反射镜22两个光学元件，在照明系统1内设置有第一能量探测器3，且第一能量探测器3位于曝光光学系统的中间焦点4处，该曝光系统中还包括光源7、掩膜5和硅片面(Wafer面6)，其中，光源7位于曝光光学系统的光线入射端，掩膜5设置于照明系统1的光线出射端和投影物镜2的光线入射端，硅片面(Wafer面6)设置于投影物镜2光线出射?而。
[0026]在本实施方案中，第一能量探测器3为带有中心孔的四象限探测器，优选，四象限探测器的中心孔直径大于所述曝光光学系统在中间焦点4处的有效通光口径，以不影响该曝光光学系统的曝光工作，其中，有效通光口径是指参与曝光的光线集合所形成的光束直径。
[0027]采用上述曝光系统进行曝光的具体过程为:
(1)光源7工作，前组光学元件11中第一反射镜111和第二反射镜112将光源7辐射输出的光聚焦于中心焦点(IF点)4处； (2)IF点处安装带有中心孔的四象限探测器，四象限探测器中心孔直径大于曝光系统在该处的有效通光口径，不对参与曝光的中心光线产生遮拦，四象限探测器用于探测IF点处不参与曝光的边缘光线的能量；
(3)光线经过IF点，经由照明系统1的后组光学元件12中第三反射镜121、第四反射镜122和第五反射镜123汇聚于掩膜5处；
(4)光线经掩膜5反射后经由投影物镜2中的第六反射镜21和第七反射镜22最终聚焦于Wafer面6处；
(5)ffafer面6安装第二能量探测器，用于探测辐照在Wafer面6上的参与曝光的光能量;
(6)建立第二能量探测器与四象限探测器测量结果的对应关系，并根据特定的光刻胶灵敏度设定Wafer面6曝光剂量的阈值b，并将该阈值b换算为中心焦点处不参与曝光光线能量的阈值b’ ；
(7)移除第二探测器，在Wafer面6处安装涂有光刻胶的硅片，在曝光过程中，参与曝光的光线照射到光刻胶上，使得受照射部分的光刻胶产生光化学反应，在一定的曝光时间后，当四象限探测器上累积的光线能量达到阈值b’，此时受照射部分光刻胶发生完全光化学反应，控制安装在四象限探测器前端的光开关A动作，使其关闭，即完成一次曝光。
[0028]其中，IF点和Wafer面6处的探测器类型均为光电二极管。
[0029]图2为光开关A和第一能量探测器3的布置，两者安装在同一块基板上，沿光路方向，光开关A位于第一能量探测器3前端，其中第一能量探测器3为四象限探测器。
[0030]上述各个实施方案是按照递进的方式进行撰写，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
【主权项】
1.一种曝光系统中曝光剂量的监控方法，其特征在于，包括以下步骤: 调整曝光系统中光源的强度，探测多组该曝光系统中曝光光学系统内中间焦点处不参与曝光的第一光线能量以及硅片面上参与曝光的第二光线能量； 依据探测的多组第一光线能量和第二光线能量，建立第一光线能量与第二光线能量之间的关系曲线； 在曝光过程中，实时探测曝光光学系统内中间焦点处不参与曝光的光线能量值； 依据第一光线能量与第二光线能量之间的关系曲线以及实时探测的光线能量值，控制所述曝光系统中的光开关。2.按照权利要求1所述曝光系统中曝光剂量的监控方法，其特征在于:探测第一光线能量和第二光线能量的组数至少为5组。3.按照权利要求1所述曝光系统中曝光剂量的监控方法，其特征在于:依据第一光线能量与第二光线能量之间的关系曲线以及实时探测的光线能量值，控制所述曝光系统中的光开关步骤包括: 依据第一光线能量与第二光线能量之间的关系曲线，将硅片面上曝光所需第二光线能量阈值换算为对应的中间焦点处不参与曝光的第一光线能量阈值； 将实时探测的中间焦点处不参与曝光的光线能量值与所述第一光线能量阈值进行比较，直至中间焦点处不参与曝光的光线能量值大于第一光线能量阈值时，关闭所述曝光系统中的光开关。4.一种曝光系统的曝光方法，其特征在于:采用权利要求1~3中任意一种曝光剂量的监控方法进行曝光。5.一种曝光系统，所述曝光系统包括曝光光学系统，所述曝光光学系统沿着曝光光线的传播方向依次包括照明系统(1)和投影物镜(2)，其特征在于:在所述照明系统(1)内设置有第一能量探测器(3)，且所述第一能量探测器(3)位于曝光光学系统的中间焦点(4)处。6.按照权利要求5所述曝光系统，其特征在于:所述第一能量探测器(3)为带有中心孔的四象限探测器。7.按照权利要求6所述曝光系统，其特征在于:所述四象限探测器的中心孔直径大于所述曝光光学系统在中间焦点(4)处的有效通光口径。
【专利摘要】本发明公开了一种曝光系统中曝光剂量的监控方法、曝光方法及其曝光系统，该控制方法、曝光方法和曝光系统中，通过使用硅片面上参与曝光的第二光线能量，对中间焦点处不参与曝光的第一光线能量进行标定，建立二者之间的关系曲线，进而通过对中间焦点处不参与曝光的光线能量值进行实时在线监测，间接实现了对于硅片面上曝光能量（曝光剂量）的监测，通过监测的结果进行光开关控制，实现了在线监控曝光剂量的目的，提高了曝光剂量的监控精度。
【IPC分类】G03F7/20
【公开号】CN105404100
【申请号】CN201510962473
【发明人】谢耀, 王丽萍, 周烽, 王君, 王辉, 郭本银, 金春水
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月21日