CN105334902B - 激光器的控制方法、装置及光刻系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种激光器的控制方法、装置以及一种光刻系统，应用于光刻技术领域。该方法包括获取激光器的控制数据，所述控制数据包括所述激光器的状态功率值；对所述状态功率值进行数模转换，获得所述状态功率值对应的模拟电压；将所述模拟电压输出到激光器的功率控制接口，若所述状态功率值大于0且所述激光器的当前状态为关闭，则所述功率控制接口控制所述激光器以对应功率打开，若所述状态功率值等于0且所述激光器的当前状态为打开，则所述功率控制接口控制所述激光器关闭。该激光器的控制方法可以精确地控制激光器的工作功率。

Description

激光器的控制方法、装置及光刻系统

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体而言，涉及一种激光器的控制方法、装置及光刻系统。

背景技术

半导体行业和印制PCB电路板行业中的光刻技术领域中，由于光刻机是在晶圆上形成大规模集成电路的核心半导体设备，激光器曝光时的能量尤为重要，即控制激光器曝光时的功率显得尤为重要。现有技术中光刻过程中直接调节激光器的功率值，使激光器的曝光功率对应的曝光能量不稳定，导致曝光出的图形解析不正确以至于电路板无法正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种激光器的控制方法装置及光刻系统以改善曝光能量不稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种激光器的控制方法，包括：

获取激光器的控制数据，所述控制数据包括所述激光器的状态功率值；对所述状态功率值进行数模转换，获得所述状态功率值对应的模拟电压；将所述模拟电压输出到激光器的功率控制接口，若所述状态功率值大于0且所述激光器的当前状态为关闭，则所述功率控制接口控制所述激光器以对应功率打开，若所述状态功率值等于0且所述激光器的当前状态为打开，则所述功率控制接口控制所述激光器关闭。

一种激光器的控制装置，包括：

数据收取模块，用于获取激光器的控制数据，所述控制数据包括所述激光器的状态功率值；数模转换模块，用于对所述状态功率值进行数模转换，获得所述状态功率值对应的模拟电压；输出模块，用于将所述模拟电压输出到激光器的功率控制接口，使所述激光器以对应功率打开或者关闭。

一种光刻系统，包括激光器、上位机以及激光器的控制装置，用于印制PCB电路板，

所述上位机用于向所述控制装置发送控制数据，所述控制数据包括印制相应的PCB电路板对应的所述激光器的状态功率值；所述控制装置用于将所述状态功率值转换成模拟电压输出到所述激光器的功率控制接口；所述激光器用于以相应功率值打开对所述PCB电路板进行曝光。

本发明实施例提供的激光器的控制方法及装置，根据获得的激光器控制数据进行数模转换，将作为数字信号的控制数据内包括的功率值转换为模拟电压，以使该模拟电压输出到激光器的功率控制接口，从而控制激光器的打开功率，并且，若功率值为0，还可以将激光器的功率调整为0。能满足对激光器打开功率的精确控制，且控制稳定。

本发明实施例提供的光刻系统，应用于PCB电路板的印制，上位机将印制当前电路板所需的激光器的曝光功率值发送给控制装置，控制装置接收后再通过数模转换将功率值转换成对应的模拟电压，将模拟电压发送给激光器，以使激光器以指定功率打开，实现对相应电路板的精确曝光。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明较佳实施例提供的光刻系统的方框示意图；

图2示出了本发明第一实施例提供的激光器的控制方法的流程图；

图3示出了本发明第二实施例提供的一种控制装置的方框示意图；

图4示出了本发明第二实施例提供的另一种控制装置的方框示意图；

图5示出了本发明第二实施例提供的又一种控制装置的方框示意图；

图6示出了本发明第三实施例提供的一种光刻系统的方框示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，是本发明的光刻系统的方框示意图。所述系统包括上位机300、控制装置310以及激光器330。其中，控制装置310包括存储器、存储控制器、处理器、外设接口、输入输出单元、显示单元以及数据收发单元、数模转换单元、模数转换单元、数据解析单元。

所述存储器、存储控制器、处理器、外设接口、输入输出单元、显示单元以及数据收发单元、数模转换单元、模数转换单元、数据解析单元各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述处理器用于执行存储器中存储的可执行模块。

其中，存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的服务器所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口将各种输入/输入装置耦合至处理器以及存储器。在一些实施例中，外设接口，处理器以及存储控制器可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元用于提供给用户输入数据实现用户与服务器或本地终端的交互。所述输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

显示单元在所述控制装置与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。

数据收发单元用于发送或者收取数据，数模转换单元用于将数字信号转换为模拟信号，模数转换单元用于将模拟信号转换为数字信号，数据解析单元用于对对接收到的数据进行解析。

第一实施例

如图2所示，本发明实施例提供了一种激光器的控制方法，该方法包括：

步骤S100：获取激光器的控制数据，所述控制数据包括所述激光器的状态功率值；

控制数据可以包括状态功率值，该状态功率值可以是一个打开激光器功率的功率值，也可以是0，即关闭激光器功率的功率值。

具体的，若激光器当前处于关闭状态，且状态功率值大于0，则可以使激光器以状态功率值打开，若激光器处于打开状态，且状态功率值是0，则功率控制接口可以控制激光器功率调整为0，激光器关闭。

步骤S110：对所述状态功率值进行数模转换，获得所述状态功率值对应的模拟电压；

获得的控制数据中的状态功率值是一个数字信号，而要对激光器进行控制，需要将数字信号转换为电压信号。可以对状态功率值进行数模转换，将状态功率值转换成对应的模拟电压。

步骤S120：将所述模拟电压输出到激光器的功率控制接口，若所述状态功率值大于0，且所述激光器的当前状态为关闭，则所述功率控制接口控制所述激光器以对应功率打开，若所述状态功率值等于0，且所述激光器的当前状态为打开，则所述功率控制接口控制所述激光器关闭。

若状态功率值大于0，则状态功率值数模转成的模拟电压不为0，该电压输出到激光器的功率控制接口，则激光器以该功率打开。

若状态功率值为0，则模拟电压为0，将激光器关闭。

另外，在本发明实施例提供的激光器的控制方法常用于使用光刻技术印制PCB板时对电路板的电路图形数据的曝光。在本实施例中，控制数据还可以包括使用光刻技术印制PCB板时曝光电路图形数据所需的调节功率值，即当激光器在对PCB板进行曝光过程中，若PCB板的厚度改变，需要改变激光器对PCB板曝光的功率，于是控制数据中包括了对应当前PCB板厚度所需的功率值，即调节功率值。在本实施例使用的激光器可以是20W激光器，使曝光过程中可以使激光器以20W或者以下的合适的功率工作。

进一步的，本实施例提供的方法还包括：对所述调节功率值进行数模转换，获得对应的模拟调节电压；将所述模拟调节电压输出到激光器的功率控制接口，根据所述调节功率对所述激光器进行功率调节。

具体的，当需要改变激光器的工作功率值，控制数据包括调节功率值，该调节功率值即为需要激光器改变为的功率值。调节功率值也是数字信号，将调节功率值转换为对应的模拟电压，并且将该模拟电压输出到激光器的功率控制接口，调节功率值不等于激光器正在工作的功率值，于是，激光器以调节功率值工作，当激光器对PCB板进行光刻时，实现对不同厚度的PCB板进行曝光。

进一步的，在本实施例中，关闭激光器的功率可以是获取的控制数据内的状态功率值为0，以使激光器的功率为0，激光器关闭。另外，关闭激光器的功率也可以是获取的控制数据内包括一个关闭信号，通过该关闭信号将激光器功率关闭。

具体的，由于关闭信号是数字信号，同样需要对所述关闭信号进行数模转换，获得相应的模拟电压；再将所述关闭信号对应的模拟电压发送给激光器的功率控制接口以使激光器的功率关闭。

进一步的，激光器设置有温度感应装置，如温度传感器，温度感应装置可以感应激光器的温度，并且将感应到的温度信号以模拟电压的形式输出。在本实施例中，获取到的激光器的控制数据还包括温度采集请求，用于采集激光器的当前温度，从而根据激光器的当前温度判断激光器的工作状态。当激光器的温度超过某一固定阈值时，该固定阈值表明激光器的工作温度超范围，激光器存在一定问题，即使将激光器关闭。

具体的，控制数据是温度采集请求时，采集温度感应装置的输出电压，对输出电压进行模数转换，将模拟电压转换成数字信号，获得激光器的温度，以实现对激光器的温度检测。

当然，在本实施例中，控制数据还包括定时开启数据，用以使激光器在设定时间以设定功率打开。

在本实施例中，控制数据所具体包括的数据内容并不作为限定，根据实际需求，可以是各种对激光器进行控制的数据。

本实施例提供的激光器的控制方法，获取包括对激光器打开或者关闭的功率值的控制数据，该控制数据是根据当前对激光器的功率需求而下发，以使激光器能精确地以需要的功率打开，并且可以根据需求调节激光器的工作功率，对激光器的控制具有较好的灵活度。并且，能够实现对激光器的温度的实时采集，以精确监控激光器。

当在PCB制作领域使用激光器对PCB板进行曝光时，根据当前PCB板的厚度以及实际曝光需求，选择不同的曝光功率，控制数据中的状态功率值或者调节功率值对应当前PCB板需要的曝光功率，使激光器以当前曝光需要的功率工作。

第二实施例

本实施例提供了一种激光器的控制装置200，如图3所示，该装置包括数据收取模块201、数模转换模块202、输出模块203。其中，数据收取模块201用于获取激光器的控制数据，该控制数据包括所述激光器的状态功率值；数模转换模块202，用于对所述状态功率值进行数模转换，获得所述状态功率值对应的模拟电压；输出模块203，用于将所述模拟电压输出到激光器的功率控制接口，使所述激光器以对应功率打开或者关闭。

进一步的，如图4所示，本实施例提供的控制装置210，还可以包括数据解析模块204，用于对数据收取模块201收取到的控制数据进行解析，获得控制数据内包括的数据信息，如激光器的状态功率值，再将状态功率值发送给数据转换模块。

具体的，数据收取模块201获取其他终端发送的控制数据，该控制数据内包括激光器的状态功率值，即需要将激光器打开的预定的功率值。数据收取模块201将接收到的控制数据发送给数据解析模块204，数据解析模块204对控制数据进行解析，获取控制数据内包括的信息，若控制数据内包括激光器的状态功率值，将该状态功率值发送给数模转换模块202。数模转换模块202将状态功率值进行数模转换，将数字信号转换为模拟信号，即获得用于控制激光器的模拟电压。输出模块203将该模拟电压输出到激光器的功率控制接口，激光器则以该功率打开。当然，若状态功率值是0，则激光器的功率关闭。

另外，在本实施例中，控制数据还可以包括关闭信号。数模转换模块202还可以用于对关闭信号进行数模转换，获得相应的模拟电压；输出模块203还可以用于将关闭信号对应的模拟电压发送给激光器的功率控制接口以使激光器的功率关闭。

进一步的，本实施例提供的激光器设置有温度采集装置，如温度传感器，将感应到的激光器的温度信号以模拟电压的形式输出。在本实施例中，如图5所示，控制装置220还可以包括采集模块205以及模数转换模块206。采集模块205用于采集所述温度感应装置的输出电压；采集模块205将采集到的输出电压传输给模数转换模块206，模数转换模块206将输出电压转换成数字信号，获得激光器的当前温度。

进一步的，控制装置220还可以包括发送模块207，将模数转换获得的激光器的温度信号发送给其他终端以使其他终端可以监控激光器的当前温度信息。

进一步的，在本实施例的一种实施方式中，还可以包括显示模块，用于显示激光器的当前温度值以及当前的功率值。

第三实施例

本实施例提供了一种光刻系统，如图6所示，包括激光器330、上位机300以及激光器330的控制装置310，用于印制PCB电路板时对电路板的曝光。

上位机300用于向所述控制装置310发送控制数据，所述控制数据包括印制相应的PCB电路板对应的所述激光器330的状态功率值。具体的，上位机300根据要曝光的PCB电路板的厚度，确定激光器330对PCB板曝光的功率，上位机300将包括激光器330的功率值的控制数据发送给控制装置310。另外，当需要采集激光器330的温度时，控制数据中也包括温度采集请求。

控制装置310用于接收控制数据并且将控制数据中的状态功率值转换成模拟电压输出到所述激光器330的功率控制接口。当控制数据中包括温度采集请求时，控制装置310将设置于激光器330的温度传感装置输出的代表当前激光器330的温度信息的输出电压，具体的，该输出电压是模拟电压，控制装置310将该输出电压转换成数字信号后发送给上位机300，使上位机300能监控到激光器330的当前状态。

激光器330用于以相应功率值对所述PCB电路板进行光刻。当激光器处于关闭状态，且上位机发送的控制数据为大于0的状态功率值，则激光器以对应状态功率值的功率对PCB板进行光刻。当激光器打开，且位机发送的控制数据为0的状态功率值，则激光器关闭。另外，当激光器打开，且位机发送的控制数据为调节激光器的功率的调节功率值，则激光器以不同于当前功率的功率值进行光刻。激光器330接收到控制装置310输出的模拟电压后，以该模拟电压对应的功率值工作，实现精准的曝光功率控制。

具体的，如图6所示，控制装置310通过数据收取模块201收取上位机300发送的控制数据，通过数据发送模块207将激光器330的温度信号发送给上位机300，并且，通过输出模块203将控制激光器330的模拟电压发送给激光器330，通过采集模块205采集激光器330的温度传感装置输出的模拟电压。

在本实施例中，激光器330工作的过程中，当需要曝光的PCB板的厚度改变，激光器330需要更改功率值，上位机300可以发送包括激光器330调节功率值的控制数据，该调节功率值为激光器330需要更改为对应于厚度不同的PCB板的功率值。控制装置310将该功率值数模转换后发送给激光器330，以使激光器330以需要的功率值对PCB板进行曝光。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种激光器的控制方法，其特征在于，所述激光器设置有温度感应装置，用于感应激光器的温度，所述温度感应装置感应到的温度信号以模拟电压的形式输出，所述方法包括：

获取激光器的控制数据，所述控制数据包括所述激光器的状态功率值；

对所述状态功率值进行数模转换，获得所述状态功率值对应的模拟电压；

将所述状态功率值对应的模拟电压输出到激光器的功率控制接口，

若所述状态功率值大于0且所述激光器的当前状态为关闭，则所述功率控制接口控制所述激光器以对应功率打开，

若所述状态功率值等于0且所述激光器的当前状态为打开，则所述功率控制接口控制所述激光器关闭；

当所述控制数据包括温度采集请求，根据所述温度采集请求采集所述温度感应装置的输出电压；

对所述输出电压进行模数转换，获得所述激光器的温度；

当所述温度超过固定阈值，控制所述激光器关闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制数据还包括激光器的关闭信号，

对所述关闭信号进行数模转换，获得相应的模拟电压；

将所述关闭信号对应的模拟电压发送给激光器的功率控制接口以使激光器的功率关闭。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制数据还包括使用光刻技术印制PCB板时曝光电路图形数据所需的调节功率值，所述方法还包括：

对所述调节功率值进行数模转换，获得对应的模拟调节电压；

将所述模拟调节电压输出到激光器的功率控制接口，根据所述调节功率值对所述激光器进行功率调节。

4.一种激光器的控制装置，其特征在于，所述激光器设置有温度感应装置，用于感应激光器的温度，所述温度感应装置感应到的温度信号以模拟电压的形式输出，所述控制装置包括：

数据收取模块，用于获取激光器的控制数据，所述控制数据包括温度采集请求以及所述激光器的状态功率值；

数模转换模块，用于对所述状态功率值进行数模转换，获得所述状态功率值对应的模拟电压；

输出模块，用于将所述状态功率值对应的模拟电压输出到激光器的功率控制接口，使若所述状态功率值大于0且所述激光器的当前状态为关闭，则所述功率控制接口控制所述激光器以对应功率打开，若所述状态功率值等于0且所述激光器的当前状态为打开，则所述功率控制接口控制所述激光器关闭；

采集模块，用于根据所述温度采集请求采集所述温度感应装置的输出电压；

模数转换模块，用于对所述输出电压进行模数转换，获得所述激光器的温度；

所述控制装置用于当所述温度超过固定阈值，控制所述激光器关闭。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，还包括显示模块，用于显示所述激光器的温度值以及功率值。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制数据还包括激光器的关闭信号，

所述数模转换模块还用于对所述关闭信号进行数模转换，获得相应的模拟电压；

所述输出模块还用于将所述关闭信号对应的模拟电压发送给激光器的功率控制接口以使激光器的功率关闭。

7.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，还包括数据解析模块，用于对所述控制数据进行解析，获得所述控制数据内包括的数据信息。

8.一种光刻系统，包括激光器、上位机以及激光器的控制装置，其特征在于，用于印制PCB电路板，

所述上位机用于向所述控制装置发送控制数据，所述控制数据包括印制相应的PCB电路板对应的所述激光器的状态功率值；

所述控制装置用于将所述状态功率值转换成模拟电压输出到所述激光器的功率控制接口；

若所述状态功率值大于0且所述激光器的当前状态为关闭，所述激光器打开并以相应功率值对所述PCB电路板进行光刻；

若所述状态功率值等于0且所述激光器的当前状态为打开，则所述激光器关闭；

当所述控制数据包括温度采集请求，控制装置还用于根据所述温度采集请求采集所述温度感应装置的输出电压，对所述输出电压进行模数转换，获得所述激光器的温度；当所述温度超过固定阈值，控制所述激光器关闭。