曝光方法以及曝光装置制造方法及图纸

一种曝光方法以及曝光装置。提供一种能够实现比曝光装置的曝光位置的定位精度高的曝光位置精度的曝光方法。曝光方法包括以下步骤：(1)根据曝光掩模和工件的相对的位置关系来计算工件上的曝光位置；(2)将即使曝光位置偏离工件上的目标曝光位置也容许图案的投影的范围设定为曝光位置范围；(3)执行如下的曝光控制：在所述曝光位置进入所述曝光位置范围的情况下向曝光掩模照射曝光光，在所述曝光位置偏离曝光位置范围的情况下使曝光光停止，其中，使用曝光光的所述曝光控制来将曝光掩模上的图案投影到工件上。

【技术实现步骤摘要】
曝光方法以及曝光装置
本专利技术涉及一种使用了光刻技术的半导体、标尺等的制造技术。
技术介绍
通常，基于曝光装置的工件上的曝光位置的精度由曝光装置的定位精度决定。因此，曝光装置构成为使用能够降低摩擦力的非接触的空气静压引导或使用能够提高进给机构的刚性的直线电动机来获得高的定位精度。与电路图案的细微化对应地，光刻技术逐年进步，但曝光装置的定位精度的水平提高却逐年变得困难重重。在非专利文献1中介绍了一种基于曝光中的台的位置的概率分布来评价定位精度的评价方法，作为使曝光位置的定位精度劣化的主要原因，第一个列举的是在曝光中存在微小振动。另外，存在以下倾向：曝光时间越短，定位精度越差。这被设为使曝光位置的定位精度劣化的第二个主要原因、即步进动作后的残余振动的影响。在专利文献1中，关于曝光装置的控制方法，提出了如下一种方法：即使在曝光装置的残余振动中，也对于工件实现在准确的位置处的曝光。专利文献1的曝光装置具备：作为移动体的曝光单元、检测曝光单元的位置的位置传感器以及基于来自该位置传感器的信号来设定曝光单元的曝光开始时间的控制电路。控制电路预测曝光单元的残余振动中的位置与目标位置交叉的定时，以从该定时起倒回需要的曝光时间的一半时间后开始曝光的方式设定曝光开始时间。由此，以曝光的目标位置为中心设定曝光时间。换句话说，在经过曝光时间的一半时间的定时，曝光单元通过目标位置。由此，说明即使在残余振动中也能够进行针对工件上的目标位置的曝光。专利文献1：日本特开2006-216852号公报非专利文献1：“ステッパの新露光方式と位置決め技術的改新：步进器的新曝光方式与定位技术的革新”，精密工学会志，Vol.61(1995)No.12，P1676-1680
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1记载的控制方法中，在经过曝光时间的一半时间的定时，正在进行残余振动的曝光单元通过工件上的目标位置，因此即使在残余振动中也能够在目标位置曝光。但是，曝光单元的残余振动根据装置的状态(个体差异、温度/经年变化等)发生变化，因此曝光范围与残余振动的振幅、频率的变化相应地变宽或变窄。专利技术人致力于提高基于曝光装置的曝光位置的精度，使得曝光装置无论以怎样的方式受到包括残余振动在内的定位的影响，该曝光位置都进入规定范围内。即，本专利技术的目的在于，提供一种无论以怎样的方式受到包括曝光装置的残余振动在内的定位的影响、都能够以比曝光装置的定位精度高的水平使曝光位置进入工件上的规定范围的曝光方法以及曝光装置。用于解决问题的方案(1)基于曝光掩模、工件间的位置关系的曝光控制的方法为了解决上述问题，本专利技术所涉及的曝光方法是一种使用曝光光将曝光掩模上的图案投影到工件上的曝光方法，该曝光方法的特征在于，包括以下步骤：曝光位置计算步骤，根据所述曝光掩模和所述工件的相对的位置关系来计算工件上的曝光位置；曝光位置范围设定步骤，将所述工件上的包括目标曝光位置的规定的范围设定为曝光位置范围，该规定的范围是即使所述曝光位置偏离所述目标曝光位置也容许所述图案的投影的范围；以及曝光控制步骤，根据曝光控制信号执行曝光控制，所述曝光控制信号在所述曝光位置计算步骤中计算出的所述曝光位置进入在所述曝光位置范围设定步骤中设定的所述曝光位置范围的情况下，指示执行曝光光向所述曝光掩模的照射，在所述曝光位置偏离所述曝光位置范围的情况下，指示停止所述曝光光的照射，其中，使用所述曝光控制来使曝光光照射规定的曝光时间。在此，优选的是，用一维的坐标、二维的坐标或三维的坐标来表示所述曝光掩模的位置的信息和所述工件的位置的信息，利用与所述曝光掩模及所述工件相同的维数或该维数以下的维数的坐标来设定所述曝光位置范围的信息。优选的是，在所述曝光位置计算步骤中，按规定的计算周期计算所述曝光位置，并且基于到当前为止的曝光位置的时间序列信息来计算设定时间后的估计曝光位置，在所述曝光控制步骤中，基于所述曝光位置和所述估计曝光位置中的至少一方执行曝光控制。优选的是，在所述曝光位置计算步骤中，在计算所述设定时间后的估计曝光位置时，利用基于到当前为止的曝光位置的时间序列信息的该曝光位置的速度，或者利用该曝光位置的速度和加速度这两方。优选的是，在所述曝光位置计算步骤中，设为按规定的计算周期计算所述曝光位置，在基于到当前为止的所述曝光掩模和所述工件的各位置的时间序列信息分别求出设定时间后的所述曝光掩模和所述工件的各估计位置之后，计算所述设定时间后的估计曝光位置，在所述曝光控制步骤中，基于所述曝光位置和所述估计曝光位置中的至少一方来执行所述曝光控制。优选的是，在所述曝光位置计算步骤中，在分别求出所述设定时间后的所述曝光掩模和所述工件的各估计位置时，利用基于到当前为止的所述曝光掩模和所述工件的各位置的时间序列信息的、该曝光掩模和该工件的速度，或者利用该曝光掩模和该工件的速度和加速度这两方。(2)谋取由与位置控制的组合得到的效果的曝光控制的方法优选的是，本专利技术所涉及的曝光方法还具备位置控制步骤，在该位置控制步骤中，每隔规定的采样时间对所述曝光掩模和所述工件的各位置进行位置控制，在执行所述曝光位置计算步骤的期间内，至少执行所述位置控制步骤，在所述曝光位置计算步骤中，优选使用状态观测器(observer)计算所述曝光位置和所述估计曝光位置，该状态观测器接收在所述位置控制步骤中使用的所述曝光掩模和所述工件的各位置控制信号以及所述曝光掩模的位置及所述工件的位置的时间序列信息来作为输入值。(3)基于曝光掩模与工件间的位置及姿势的关系的曝光控制的方法优选的是，在本专利技术所涉及的曝光方法中，在所述曝光位置计算步骤中还包括：根据所述曝光掩模和所述工件的相对的姿势关系来计算工件上的曝光方向，在所述曝光位置范围设定步骤中还包括：将所述工件上的包括目标曝光方向的规定的范围设定为曝光方向范围，该规定的范围是即使所述曝光方向偏离所述目标曝光方向也容许所述图案的投影的范围，在所述曝光控制步骤中，在所述曝光位置进入所述曝光位置范围且所述曝光方向进入所述曝光方向范围的情况下，执行所述曝光光的照射。在此，优选的是，所述曝光掩模的位置和姿势的信息以及所述工件的位置和姿势的信息分别用最大6自由度的信息来表示，分别利用与所述曝光掩模及所述工件相同的自由度或比所述曝光掩模和所述工件的自由度低的自由度的信息来设定所述曝光位置范围和所述曝光方向范围的信息。优选的是，在所述曝光位置计算步骤中，按规定的计算周期(Δt)计算所述曝光位置和所述曝光方向，进一步基于到当前为止的曝光位置和曝光方向的时间序列信息来计算设定时间后的估计曝光位置和估计曝光方向，在所述曝光控制步骤中，基于所述曝光位置、所述曝光方向、所述估计曝光位置以及所述估计曝光方向中的至少一个来执行所述曝光控制。另外，优选的是，在所述曝光位置计算步骤中，在计算所述设定时间后的估计曝光方向时，利用基于到当前为止的曝光方向的时间序列信息的曝光方向变化速度或者利用该曝光方向变化速度和曝光方向变化加速度。另外，优选的是，在所述曝光位置计算步骤中，设为按规定的计算周期(Δt)计算所述曝光方向，在基于到当前为止的所述曝光掩模和所述工件的各姿势的时间序列信息分别求出设定时间后的所述曝光掩模和所述工件的各估计姿势之后，计算所述设定时间后的估计曝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曝光方法，使用曝光光将曝光掩模上的图案投影到工件上，该曝光方法的特征在于，包括以下步骤：曝光位置计算步骤，根据所述曝光掩模和所述工件的相对的位置关系来计算工件上的曝光位置；曝光位置范围设定步骤，将所述工件上的包括目标曝光位置的规定的范围设定为曝光位置范围，该规定的范围是即使所述曝光位置偏离所述目标曝光位置也容许所述图案的投影的范围；以及曝光控制步骤，根据曝光控制信号来执行曝光控制，所述曝光控制信号在所述曝光位置计算步骤中计算出的所述曝光位置进入在所述曝光位置范围设定步骤中设定的所述曝光位置范围的情况下，指示执行曝光光向所述曝光掩模的照射，在所述曝光位置偏离所述曝光位置范围的情况下，指示停止所述曝光光的照射，其中，使用所述曝光控制使曝光光照射规定的曝光时间。

【技术特征摘要】
2017.09.22 JP 2017-1823521.一种曝光方法，使用曝光光将曝光掩模上的图案投影到工件上，该曝光方法的特征在于，包括以下步骤：曝光位置计算步骤，根据所述曝光掩模和所述工件的相对的位置关系来计算工件上的曝光位置；曝光位置范围设定步骤，将所述工件上的包括目标曝光位置的规定的范围设定为曝光位置范围，该规定的范围是即使所述曝光位置偏离所述目标曝光位置也容许所述图案的投影的范围；以及曝光控制步骤，根据曝光控制信号来执行曝光控制，所述曝光控制信号在所述曝光位置计算步骤中计算出的所述曝光位置进入在所述曝光位置范围设定步骤中设定的所述曝光位置范围的情况下，指示执行曝光光向所述曝光掩模的照射，在所述曝光位置偏离所述曝光位置范围的情况下，指示停止所述曝光光的照射，其中，使用所述曝光控制使曝光光照射规定的曝光时间。2.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，用一维的坐标、二维的坐标或三维的坐标来表示所述曝光掩模的位置的信息和所述工件的位置的信息，利用与所述曝光掩模及所述工件相同的维数或者该维数以下的维数的坐标来设定所述曝光位置范围的信息。3.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，在所述曝光位置计算步骤中，按规定的计算周期(Δt)计算所述曝光位置，并且基于到当前为止的曝光位置的时间序列信息来计算设定时间后的估计曝光位置，在所述曝光控制步骤中，基于所述曝光位置和所述估计曝光位置中的至少一方来执行曝光控制。4.根据权利要求3所述的曝光方法，其特征在于，在所述曝光位置计算步骤中，在计算所述设定时间后的估计曝光位置时，利用基于到当前为止的曝光位置的时间序列信息的该曝光位置的速度，或者利用该曝光位置的速度和加速度这两方。5.根据权利要求3所述的曝光方法，其特征在于，还具备位置控制步骤，在该位置控制步骤中，每隔规定的采样时间对所述曝光掩模和所述工件的各位置进行位置控制，在执行所述曝光位置计算步骤的期间内，至少执行所述位置控制步骤，在所述曝光位置计算步骤中，使用状态观测器来计算所述曝光位置和所述估计曝光位置，该状态观测器接收在所述位置控制步骤中使用的所述曝光掩模和所述工件的各位置控制信号以及所述曝光掩模的位置及所述工件的位置的时间序列信息来作为输入值。6.根据权利要求3所述的曝光方法，其特征在于，将从检测出所述曝光掩模和所述工件的位置起直到曝光光的停止为止所需的时间设为处理时间(Td)，在所述曝光位置计算步骤中，将对所述计算周期(Δt)加上所述处理时间(Td)得到的时间确定为设定时间，来计算该设定时间后的估计曝光位置。7.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，在所述曝光位置计算步骤中，设为按规定的计算周期(Δt)计算所述曝光位置，在基于到当前为止的所述曝光掩模和所述工件的各位置的时间序列信息分别求出设定时间后的所述曝光掩模和所述工件的各估计位置之后，计算所述设定时间后的估计曝光位置，在所述曝光控制步骤中，基于所述曝光位置和所述估计曝光位置中的至少一方来执行所述曝光控制。8.根据权利要求7所述的曝光方法，其特征在于，在所述曝光位置计算步骤中，在分别求出所述设定时间后的所述曝光掩模和所述工件的各估计位置时，利用基于到当前为止的所述曝光掩模和所述工件的各位置的时间序列信息的、该曝光掩模和该工件的速度，或者利用该曝光掩模和该工件的速度和加速度这两方。9.根据权利要求7所述的曝光方法，其特征在于，还具备位置控制步骤，在该位置控制步骤中，每隔规定的采样时间对所述曝光掩模和所述工件的各位置进行位置控制，在执行所述曝光位置计...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻原元德，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP