專利名稱：照度和光量測量模塊及使用該測量模塊的多通道測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照度和光量測量模塊及使用該照度和光量測量模塊的多通道測
量裝置。
背景技術(shù)：
一般，使用用于紫外(UV)區(qū)域、可見(VIS)區(qū)域、和紅外線(IR)區(qū)域的光源的工業(yè)和研究設(shè)備，特別是，用于使半導(dǎo)體、基板等圖案化的曝光設(shè)備需要在曝光裝置內(nèi)均勻分配光能以通過從光源散射出的光進(jìn)行均勻的曝光。為了在曝光裝置內(nèi)均勻分配光能，需要測量從曝光裝置的光源輻射出的不同波長波段的照度。為此，通過在傳感器中接收從標(biāo)準(zhǔn)光源輻射出的光依據(jù)光的輻射面積來計算根據(jù)任何波長波段內(nèi)的光譜特征的任何波長波段的光強(qiáng)度和能量積累的大小，并且通過半高全寬(FWHM)進(jìn)行每單位時間能量積累的計算。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照度測量可進(jìn)行使用各種測量算法的較寬光區(qū)內(nèi)的照度測量，但對于特定波長波段內(nèi)的光譜可能不是最佳化的。因此，在寬波長波段和一般波長波段中可進(jìn)行照度測量，但是所有的子峰以及主峰通過需要控制主峰的波長波段且因此難于選擇用于最佳照度計算的數(shù)據(jù)的工業(yè)或研究設(shè)備來測量。此外，在一特定波長內(nèi)，當(dāng)進(jìn)行較寬區(qū)域上的波長波段內(nèi)的照度測量時，沒有規(guī)定傳感器靈敏度并且不靈敏地測量照度，因此導(dǎo)致照度測量的誤差。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照度測量模塊安裝在曝光裝置內(nèi)的單獨的平臺中以測量曝光裝置內(nèi)的整個區(qū)域的照度。為了測量曝光裝置內(nèi)的整個區(qū)域的照度，可通過連續(xù)和重復(fù)移動各個測量模塊位置來進(jìn)行照度測量。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)](專利文獻(xiàn)I)韓國專利特許公開N0.2004-538
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照度測量模塊中存在的上述缺點和問題。本發(fā)明的目的是提供一種能夠測量特定波長波段內(nèi)的最佳光能并使測量誤差最小化的照度和光量測量模塊。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供了一種照度和光量測量模塊，包括:殼體，所述殼體具有設(shè)置在其中心處的開口部；散射體，所述散射體設(shè)置在所述殼體中并不斷地改變從設(shè)置在所述殼體前方的標(biāo)準(zhǔn)光源輻射出的光波長；中性密度(ND)濾光器，所述中性密度濾光器設(shè)置在所述散射體的下部上并減小通過所述散射體的高能光的強(qiáng)度；帶通濾光器，所述帶通濾光器安裝在所述中性密度濾光器的下部處并選擇性地透射特定范圍的波長波段；以及傳感器，所述傳感器安裝在所述殼體的底面處并接收通過所述帶通濾光器透射的光。所述殼體可以箱型形成并可具有形成在其上部上的開口部。此外，所述殼體可具有能夠?qū)釓钠鋬?nèi)部排放至外部的結(jié)構(gòu)，并可由具有良好導(dǎo)熱性的材料制成以將熱從其內(nèi)部排放至外部。此外，可鑒于從所述殼體前方的標(biāo)準(zhǔn)光源輻射出的光的直線性和散射來控制所述開口部的開口寬度，并且所述開口部的側(cè)面可以是傾斜的。在這種情形中，傾斜的表面可在所述開口部的內(nèi)側(cè)中相對于光的輻射方向向下傾斜。在這種情形中，所述開口部的側(cè)面還可設(shè)置有由光吸收材料制成的涂層表面。所述傳感器可包括光接收部，所述光接收部由Si 二極管或GaP和InGaP中的任意一種制成并可鑒于待感測的波長波段的感測靈敏度來選擇。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量模塊可通過在預(yù)定距離處安裝在板狀平臺上的多個通道來構(gòu)造，具有I線、H線、以及G線的波長波段的多個模塊可在構(gòu)造所述多個通道時安裝，具有I線、H線、以及G線的波長波段的多個模塊之間還可安裝有能夠測量曝光裝置內(nèi)的溫度和濕度的溫度/濕度測量模塊。


圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊測量內(nèi)部光照度的一般曝光裝置的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊的橫截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊的開口部的放大橫截面圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的照度和光量測量模塊的開口部的放大橫截面圖。圖5是使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊的多通道測量裝置的平面圖。
具體實施例方式將通過下面參照附圖的詳細(xì)描述來闡述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊的上述目的的技術(shù)構(gòu)造和效果。首先，圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊測量內(nèi)部光照度的一般曝光裝置的示意圖。如圖1中所示，使用照度和光量測量模塊測量曝光裝置中的能量的曝光裝置可構(gòu)造成包括光源100、一對反射鏡111和112、集成透鏡120、以及照度和光量測量模塊200。
從光源100輻射出的光從第一反射鏡111反射并且通過集成透鏡120，并且通過集成透鏡120的光可從第二反射鏡112反射并且可入射到照度和光量測量模塊200的內(nèi)側(cè)上。在這種情形中，設(shè)置照度和光量測量模塊200的位置可設(shè)置在定位待曝光的產(chǎn)品的地方。這可通過照度和光量測量模塊200準(zhǔn)確測量任何波長波段內(nèi)的光能并且可通過輻射至待通過所測量的光能曝光的產(chǎn)品的光來進(jìn)行以均勻量實施產(chǎn)品的曝光。如上所述地構(gòu)造的曝光裝置可安裝在腔室(未示出)內(nèi)。光源100可通過輻射具有不同波長波段的光的光源來構(gòu)造并且可用作輻射具有不同波長的I線(365nm)、H線(405nm)、以及G線(436nm)的光源。在該構(gòu)造中，光源100可以是標(biāo)準(zhǔn)光源。I線(其是具有強(qiáng)光能的短波長光)是在樹脂內(nèi)具有相對低的透射率的光，并且H以及G線是就在其中進(jìn)行曝光的樹脂內(nèi)的透射率而言高于I線的光。具有I線、H線以及G線的光源100可用作具有不同波長的曝光光源，并且在曝光工序中可選擇性使用在進(jìn)行該工序時需要的至少一個光源。例如，由于在基板的曝光工序時I線、H線、以及G線的光線在施加至基板的表面的阻焊膜(SR)的表面或底部處具有不同的反應(yīng)，因此可鑒于基板的工序特性、阻焊膜的成分特性等來選擇I線、H線、以及G線的光線。在這種情形中，為了在基板上準(zhǔn)確進(jìn)行曝光工序，可在曝光裝置中定位待曝光的產(chǎn)品的位置處測量每個光的光能。這可通過下面將要描述的照度和光量測量模塊來測量。然而，現(xiàn)有技術(shù)通過在傳感器中直接接收從光源100輻射出的I線、H線、以及G線的光線來測量每個光線的光能，即，照度。當(dāng)I線、H線、以及G線的光線散射高能量且因此在傳感器中接收時，傳感器可能劣化，并因此難于準(zhǔn)確測量光能。此外，當(dāng)通過散射高能量而使傳感器周圍的溫度增加且因此難于根據(jù)溫度的改變測量準(zhǔn)確的光能時，將每種線的高能量轉(zhuǎn)換成低能量，并因此有必要將傳感器周圍的溫度保持在低溫下。下面將詳細(xì)描述安裝在曝光裝置中的照度和光量測量模塊200的構(gòu)造。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊的橫截面圖。在此，圖2示出了設(shè)置在照度和光量測量模塊200前方的光源100，該圖示意性示出了用于顯示從光源輻射出的光入射到照度和光量測量模塊上的類型的實例。實際的示例性實施例應(yīng)理解成從光源輻射出的光通過幾個單元和路徑入射到照度和光量測量模塊上。如圖1中所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊200可構(gòu)造成包括殼體210、安裝在殼體210中的散射體220、中性密度濾光器230、帶通濾光器240、以及傳感器250。殼體210的內(nèi)部從上方開始可依次堆疊有散射體220、中性密度濾光器、以及帶通濾光器240。在該構(gòu)造中，殼體210的底面(即帶通濾光器240的下部)可安裝有傳感器250。殼體210可以箱型來構(gòu)造并且上中心部分設(shè)置有開口部211。從設(shè)置在照度和光量測量模塊200前方的光源100輻射出的光可入射到開口部211上，并且可鑒于從光源100輻射出的光的直線性和散射來控制開口部的寬度?？赏ㄟ^控制開口部211的寬度來控制入射到殼體210上的光的量。在這種情形中，光源100可用作輻射具有不同波長的I線(365nm)、H線(405nm)、以及G線(436nm)的光源。此外，殼體210可由具有良好導(dǎo)熱性的材料制成，以將熱從殼體的內(nèi)部排放至外部。此外，殼體210可由具有良好導(dǎo)熱性的材料制成，并因此具有將熱從殼體的內(nèi)部排放至外部的結(jié)構(gòu)。殼體210由具有良好導(dǎo)熱性的材料制成或形成為具有能夠排放熱的結(jié)構(gòu)的原因是，減小傳感器250的照度感測誤差，因為穿過殼體210的開口部211入射的光能的增加可能導(dǎo)致殼體210中的溫度增加，并因此可能出現(xiàn)傳感器250所感測的光能的誤差。在殼體210中形成的開口部211的側(cè)面可形成為具有如圖3中所示的傾斜表面212。開口部211的側(cè)壁可構(gòu)造成根據(jù)從光源100輻射出的光的輻射方向而向下傾斜。圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊的開口部的放大橫截面圖，并且圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的照度和光量測量模塊的開口部的放大橫截面圖。此外，開口部211的側(cè)壁和與側(cè)壁相鄰的部分可形成有由光吸收材料制成的涂層表面213，如圖4中所示。如上所述，開口部211的側(cè)壁形成為向下傾斜或形成有由光吸收材料制成的涂層表面213的原因是，當(dāng)從設(shè)置在殼體210前方的光源100輻射出的光穿過開口部211輸入到殼體210中時，在開口部211的側(cè)壁處可能出現(xiàn)散射反射。為了消除散射反射，開口部211的側(cè)壁形成為朝著殼體210的內(nèi)側(cè)向下傾斜，以防止輸入到殼體210中的光通過開口部211的側(cè)壁反射，從而抑制散射反射的出現(xiàn)。同時，殼體210的上部可安裝有散射體220。散射體220通過由于通過從設(shè)置在殼體210前方的光源100輻射出的I線、H線、以及G線中的任意一種所引起的光散射而均勻地分散光輸出，即，光能，從而使光輸出平均。散射體220的下部可堆疊有中性密度濾光器230。中性密度濾光器230可根據(jù)中性密度濾光器230的效率線性地減小通過散射體220的光能并可將減少的光能轉(zhuǎn)換成具有低能量和平均的波長波段(光譜)的光線。在由于通過散射體220而使得光能均勻的同時，將從光源110輻射出的輸入到殼體210的內(nèi)部中的光強(qiáng)度減小預(yù)定量，但仍保持具有高輸出的光強(qiáng)度，以使光強(qiáng)度在整體上減小，從而將光強(qiáng)度從高能量轉(zhuǎn)換成低能量。S卩，在不改變從光源100輻射出的光的光譜比值的情況下，通過將I線(365nm)、H線(405nm)、以及G線(436nm)中所包含的高能量轉(zhuǎn)換成低能量，中性密度濾光器230可適當(dāng)?shù)乇３钟捎谌肷涞綒んw210上的光所引起的殼體210中的溫度。因此，可防止除安裝在殼體21中的散射體220之外的帶通濾光器240和傳感器250的劣化。此外，中性密度濾光器230的下部可設(shè)置有帶通濾光器240。帶通濾光器240可允許中性密度濾光器230選擇性通過能量從高能量轉(zhuǎn)換成低能量的光的波長波段中的期望的波長波段。在這種情形中，帶通濾光器240可從不同的波長波段僅選擇單個波長波段或同時選擇多個波長波段并通過所選擇的波長波段。
由于通過帶通濾光器240可再次減小光強(qiáng)度，并且光強(qiáng)度的減小可根據(jù)表示帶通濾光器240的光學(xué)密度(OD)的吸光度而降低光能的強(qiáng)度。最后，通過使光通過散射體220、中性密度濾光器230、以及帶通濾光器240減小光強(qiáng)度，并且具有平均的光譜的光可輸入至傳感器250。傳感器250可安裝在殼體210的底面(即帶通濾光器240的下部)上，并且穿過殼體210的開口部211輸入的光可通過散射體220、中性密度濾光器230、以及帶通濾光器240輸入。根據(jù)待感測的光的類型和波長波段，傳感器250可包括由不同材料制成的光接收部251。根據(jù)待感測的波長，光接收部251可由Si 二極管或GaP和InGaP中的任意一種制成。所述材料中的至少一種或所述材料中的至少一種的混合物可鑒于待感測的波長波段的感測靈敏度來選擇。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量模塊200可通過在預(yù)定距離處安裝在板狀平臺310上的多個多通道測量裝置來構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明的實施例的多通道測量裝置300可設(shè)置有板狀平臺310、平臺310上的能夠感測I線、H線、以及G線的波長波段中的每個的多個I線照度和光量測量模塊320、H線照度和光量測量模塊330、以及G線照度和光量測量模塊340，并且多個溫度測量模塊350和濕度測量模塊360還可設(shè)置在所述多個照度和光量測量模塊之間。當(dāng)將具有I線、H線、以及G線的特征的光從光源輻射至單個平臺310時，如上所述地構(gòu)造的多通道測量裝置300可通過多個照度和光量測量模塊320至340選擇性測量光的照度。在通過照度和光量測量模塊測量照度時，除通過安裝在平臺310上的溫度測量模塊350和濕度測量模塊360測量曝光裝置內(nèi)的溫度和濕度之外，可感測溫度和濕度測量條件。在這種情形中，可單獨測量I線、H線、以及G線的照度和光量測量模塊320至340以用于每種光線的每種測量模塊排成一行的方式設(shè)置，或者每種光線的測量模塊通過混合設(shè)置在預(yù)定距離處。如上所述，通過構(gòu)造將轉(zhuǎn)換殼體內(nèi)的光能并將特定波長波段分隔開的濾光器與傳感器設(shè)立在一起的模塊，根據(jù)本發(fā)明的實施例的照度和光量測量模塊可精確測量照度和光量。此外，通過將殼體的開口部形成為朝著光入射方向向下傾斜并用光吸收材料涂覆開口部的側(cè)壁，本發(fā)明的示例性實施例可防止將光輸入至殼體時的散射反射，從而顯著地減小照度測量誤差。此外，通過將單獨感測從光源輻射出的I線、H線、以及G線的照度的照度和光量測量模塊作為多個通道安裝在單個平臺內(nèi)，本發(fā)明的示例性實施例可同時測量從光源輻射出的各種光能。盡管出于說明的目的已公開了本發(fā)明的示例性實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不背離所附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，各種修改、添加、以及替換是可行的。
權(quán)利要求
1.一種照度和光量測量模塊，包括: 殼體，所述殼體具有設(shè)置在其中心處的開口部； 散射體，所述散射體設(shè)置在所述殼體中并不斷地改變從設(shè)置在所述殼體前方的標(biāo)準(zhǔn)光源福射出的光波長； 中性密度濾光器，所述中性密度濾光器設(shè)置在所述散射體的下部上并減小通過所述散射體的高能光的強(qiáng)度； 帶通濾光器，所述帶通濾光器安裝在所述中性密度濾光器的下部處并選擇性地透射特定范圍的波長波段；以及 傳感器，所述傳感器安裝在所述殼體的底面處并接收通過所述帶通濾光器透射的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度和光量測量模塊，其中，所述殼體以箱型形成并具有形成在其上部上的開口部且由具有良好導(dǎo)熱性的材料制成以將熱從其內(nèi)部排放至外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度和光量測量模塊，其中，所述開口部的內(nèi)側(cè)形成為傾斜的，傾斜的表面形成為相對于光的輻射方向向下傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度和光量測量模塊，其中，所述開口部的內(nèi)側(cè)形成有由光吸收材料制成的涂層表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度和光量測量模塊，其中，所述傳感器包括光接收部，所述光接收部由Si 二極管或GaP和InGaP中的任意一種制成，上述材料中的至少一種或上述材料中的至少一種的混合物鑒于待感測的波長波段的感測靈敏度來選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度和光量測量模塊，其中，所述散射體通過光散射均勻地分散光能并由于通過從所述光源輻射出的I線、H線、以及G線中的任意一種而平均光輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度和光量測量模塊，其中，通過將從所述光源輻射出的I線、H線、以及G線中所包含的高能量轉(zhuǎn)換成低能量，所述中性密度濾光器適當(dāng)?shù)乇３钟捎谌肷涞剿鰵んw上的光所引起的內(nèi)部溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度和光量測量模塊，其中，所述帶通濾光器僅選擇單個波長波段或同時選擇不同的波長波段并通過所選擇的波長波段。
9.一種多通道測量裝置，所述多通道測量裝置安裝有照度和光量測量模塊，所述照度和光量測量模塊包括設(shè)立在具有開口部的殼體中的散射體、中性密度濾光器、帶通濾光器、以及傳感器，以分散和平均從所述殼體前方的光源輻射出的光并選擇性地透射所述傳感器中待接收的特定波長波段，其中，單獨測量I線、H線、以及G線的多個照度和光量測量模塊以用于每種光線的每種測量模塊排成一行的方式設(shè)置在板狀平臺中，或者感測所述I線、所述H線、以及所述G線的所述多個照度和光量測量模塊通過混合設(shè)置在預(yù)定距離處。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多通道測量裝置，其中，所述散射體不斷地改變從設(shè)置在所述殼體前方的標(biāo)準(zhǔn)光源輻射出的光波長；所述中性密度濾光器減小通過所述散射體的高能光的強(qiáng)度，并且所述帶通濾光器選擇性地透射特定范圍的波長波段。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多通道測量裝置，其中，所述多個照度和光量測量模塊之間還設(shè)置有多個溫度測量模塊和濕度測量模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多通道測量裝置，其中，所述傳感器包括光接收部，所述光接收部由Si 二極管或GaP和InGaP中的任意一種制成，上述材料中的至少一種或上述材料中的至少一種的混合物鑒于待感測的波長波段的感測靈敏度來選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種照度和光量測量模塊及使用該照度和光量測量模塊的多通道測量裝置。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的照度和光量測量模塊包括殼體，所述殼體具有設(shè)置在其中心處的開口部；散射體，所述散射體設(shè)置在所述殼體中并不斷地改變從設(shè)置在所述殼體前方的標(biāo)準(zhǔn)光源輻射出的光波長；中性密度(ND)濾光器，所述中性密度濾光器設(shè)置在散射體的下部上并減小通過所述散射體的高能光的強(qiáng)度；帶通濾光器，所述帶通濾光器安裝在所述中性密度濾光器的下部處并選擇性地透射特定范圍的波長波段；以及傳感器，所述傳感器安裝在所述殼體的底面處并接收通過所述帶通濾光器透射的光。
文檔編號G01J1/04GK103162817SQ20121010643
公開日2013年6月19日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉相龍, 金石, 金善慶, 奉恩姬 申請人:三星電機(jī)株式會社