台架控制设备和方法，台架设备和曝光设备技术

一种用于控制在其上可放置并移动基片的台架的台架控制设备，其基于对应于基片表面不均匀性的基片表面位置信息产生与台架垂直方向相关的目标值，并基于所产生的目标值与测量的台架位置之间的偏差信号产生台架的驱动命令信号。基于由基片表面不均匀性所具有的空间频率决定目标频率。为了产生该驱动命令信号，使用通过放大偏差信号的目标频率的分量所获得的信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体曝光设备等中使用的台架控制设备。
技术介绍
图7是一流程图，表示使用普通的台架控制设备用来使晶片对准并用于在半导体曝光设备中曝光的顺序。将使用图7的流程图说明半导体曝光设备的曝光操作中普通的台架控制。首先，晶片被带入到半导体曝光设备(步骤S601)。当晶片提供给XY台架并放置在其上时，在进行曝光之前晶片相对于掩模对准(执行对准处理)(步骤S602)。在这一对准处理中，首先初步进行晶片的近似对准，并然后测量晶片上每一闪光的坐标位置。然后，掩模和晶片基于通过对准处理获得的每一闪光的坐标位置被对准，且掩模图案在晶片上曝光(步骤S603)。在这样曝光时，实时检测晶片在垂直方向的位移，并进行聚焦控制，使得掩模图案适当地向晶片转移。当晶片的曝光结束时，晶片从XY台架输送走(步骤S604)。这样，图7的顺序在普通的半导体曝光设备中按单个晶片台架被重复。还有一种半导体曝光设备，其配有称为“双台架”的结构，该结构具有晶片可在其上放置和移动的两个可移动台架(参见日本专利申请公开No.2002-280283)。通过采用双台架，通过平行地执行上述顺序的部分能够改进生产量。例如，如果通过使用一个台架(以下称为“测量台架”)进行对准处理和聚焦测量，并使用另一台架(以下称为“曝光台架”)进行曝光处理，从而执行曝光处理，则能够改进设备的晶片处理总效率。其原因在于，在双台架的情形下，虽然处理一个晶片所需的时间延长了在台架之间移动晶片的时间量，但对准处理与聚焦测量所需的时间一般比移动晶片的时间长。此外，使用双台架，能够在曝光台架进行曝光处理时使用与事先由测量台架所测量的晶片表面的不均匀性相关的信息，这使得能够获得后续出色的聚焦。更具体来说，基于与由测量台架测量获得的晶片表面不均匀性相关的信息产生聚焦目标值，并基于这一聚焦目标值控制曝光台架沿光轴的位置，从而实现与晶片不均匀性相一致的聚焦跟踪。具有双台架的普通曝光设备只使用聚焦目标值作为具有反馈系统的台架设备中的一个控制目标值。因而，如果晶片表面有很大的不均匀性，或使用的图案有大的高低差，则台架控制系统不能跟随，并有可能不能实现理想的聚焦能力。
技术实现思路
于是，本专利技术的目的是要实现一种台架控制，由此，即使晶片表面的不均匀性或图案的高低差大，台架仍然能够满意地对其跟随。根据本专利技术的一个方面，提供了一种台架控制设备，用于控制在其上可放置和移动基片的第一台架，该设备包括目标值产生装置，用于基于对应于基片表面不均匀性的基片表面位置信息产生与第一台架垂直方向相关的目标值；以及信号产生装置，用于基于由目标值产生装置产生的目标值与第一台架的测量位置之间的偏差信号，产生第一台架的一个驱动命令信号；其中信号产生装置获得一个目标频率，该频率已基于由基片表面不均匀性所拥有的空间频率决定，并使用通过放大偏差信号的目标频率分量获得的信号来产生该驱动命令信号。根据本专利技术的另一方面，提供了一种台架控制方法，用于控制其上可放置和移动基片的第一台架，该方法包括目标值产生步骤，用于基于对应于基片表面不均匀性的基片表面位置信息产生与第一台架垂直方向相关的目标值；以及信号产生步骤，用于基于在目标值产生步骤产生的目标值与第一台架的测量位置之间的偏差信号，产生第一台架的一个驱动命令信号；其中信号产生步骤获得一个目标频率，该频率已基于由基片表面不均匀性所具有的空间频率决定，并使用通过放大偏差信号的目标频率分量获得的信号来产生该驱动命令信号。从以下结合附图进行的说明，本专利技术其它的特征和益处将明显可见，其中在所有的附图中相同的标号标记相同或类似的部件。附图说明引入并构成说明书一部分的附图表示本专利技术的实施例，并与描述部分一同用来解释本专利技术的原理。图1是一示意图，表示根据本专利技术第一实施例的半导体曝光设备的结构的概貌；图2是一示意图，表示根据第一和第二实施例的台架控制设备的聚焦控制系统的配置；图3是一框图，表示根据第一实施例的曝光台架控制器的结构；图4是一流程图，表示根据第一实施例的聚焦分析器的操作；图5是一框图，表示根据第二实施例的曝光台架控制器的结构；图6是一示意图，表示根据本专利技术第三实施例的台架控制设备的聚焦控制系统的配置；以及图7是一流程图，表示普通半导体曝光设备中用于对准晶片及曝光的顺序。具体实施例方式现将参照附图详细说明本专利技术的优选实施例。<第一实施例> 图1是示意图，表示根据本专利技术第一实施例的半导体曝光设备的结构的概貌。如图1中所示，该第一实施例的曝光设备具有双台架，即测量台架系统1和曝光台架系统2。控制测量台架系统1的各组件101到104以及控制曝光台架系统2的各组件201到203，构成了台架控制器的至少一部分。曝光台架系统2具有一个晶片台架(以下称为“曝光台架”)8，在其上放置并移动晶片，该台架带有用于使晶片曝光的结构。这一结构使得从光源3发射的曝光的光照射到已放置在刻线台架5上的刻线4。光学投射系统6使得通过刻线4的曝光的光(刻线图案光)按规定的倍率变窄，并把光投射到已放置在曝光台架8的晶片7上。这样，刻线模板的图像被投射到晶片7的光敏表面。投射器9和光感受器10形成一个聚焦传感器，并检测晶片7的光敏表面的位置。聚焦测量单元202从由聚焦传感器9，10输出的检测信号产生聚焦测量信号(晶片表面的垂直坐标值)，并输出该聚焦测量信号。位置传感器11测量曝光台架8的位置(例如沿X，Y和Z每一方向的位置)。位置测量单元201从由位置传感器11产生的检测信号产生测量的位置，并输出这一测量的位置信号。曝光台架系统2还具有一个对准机构，用于使刻线与晶片对准。然而由于这一机构的各组件是业内熟知的，不需要对此进行说明。测量台架系统1具有一个晶片台架(以下称为“测量台架”)13，由投射器14和光感受器15构成的一个聚焦传感器(聚焦传感器14，15)，以及一个位置传感器16。光传感器检测晶片12的光敏表面的位置。位置传感器16测量测量台架13的位置(例如沿X，Y和Z每一方向的位置)。聚焦测量单元102从由聚焦传感器14，15输出的检测信号产生聚焦测量信号(晶片表面的垂直坐标值)，并输出该聚焦测量信号。位置测量单元101从由位置传感器16产生的检测信号产生测量的位置，并输出这一测量的位置信号。测量台架系统1还具有一个对准机构，用于进行闪光对准并测量闪光的坐标位置。然而，这一机构由于业内熟知其各组件因而不必对其进行表示和说明。应当注意，曝光台架8和测量台架13放置在台架面扳17上。台架8上被曝光的晶片从曝光设备卸载，并且下一个要曝光的晶片被移动装置(未示出)从测量台架13移动到曝光台架8。以下将说明本实施例曝光设备中控制实现的概况。测量台架系统1使得测量台架控制单元103进行晶片12的对准并测量每一闪光的坐标位置。位置测量单元101输出测量台架13的垂直位置。聚焦测量单元102输出晶片12的光敏表面的位置。聚焦分析器104基于从单元101和102的那些输出产生一个聚焦目标值。从以下的说明将可清楚了解聚焦分析器104的细节。当已经过上述测量的晶片已移动到曝光台架8并被曝光时，由聚焦分析器104产生的聚焦目标值被提供给曝光台架控制单元203。曝光台架控制单元203使已放置在曝光台架8上的晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种台架控制设备，用于控制其上可放置并移动基片的第一台架，该控制设备包括：目标值产生装置，用于基于对应于基片表面的不均匀性的基片表面位置信息，产生与第一台架的垂直方向相关的目标值；以及信号产生装置，用于基于由所述目标值产生装 置产生的目标值与第一台架的测量的位置之间的偏差信号，产生第一台架的驱动命令信号；其中所述信号产生装置用于获得一个目标频率，该频率已基于基片表面的不均匀性所具有的空间频率被决定，并用于使用通过放大偏差信号的目标频率的分量而获得的信号来 产生该驱动命令信号。

【技术特征摘要】
JP 2005-2-10 2005-0352101.一种台架控制设备，用于控制其上可放置并移动基片的第一台架，该控制设备包括目标值产生装置，用于基于对应于基片表面的不均匀性的基片表面位置信息，产生与第一台架的垂直方向相关的目标值；以及信号产生装置，用于基于由所述目标值产生装置产生的目标值与第一台架的测量的位置之间的偏差信号，产生第一台架的驱动命令信号；其中所述信号产生装置用于获得一个目标频率，该频率已基于基片表面的不均匀性所具有的空间频率被决定，并用于使用通过放大偏差信号的目标频率的分量而获得的信号来产生该驱动命令信号。2.根据权利要求1的设备，其中所述信号产生装置借助于把通过使用PID控制器处理偏差信号获得的信号加上通过放大目标频率分量获得的信号来产生驱动命令信号。3.根据权利要求1的设备，其中所述信号产生装置借助于把通过放大目标频率分量获得的信号加到在被施加偏差信号的状态反馈伺服系统的反馈系统中获得的信号来产生驱动命令信号。4.根据权利要求1到3中任意之一的设备，还包括第一获取装置，用于通过测量与第一台架分开的第二台架上的基片的表面位置来获取基片表面位置信息并将其保存在存储器中，其中该基片可放置在所述第二台架上并由其移动；以及第二获取装置，用于基于由所述第一获取装置获取的基片表面位置信息来获取目标频率并将该目标频率保存在存储器中；其中所述目标值产生装置从存储器获取基片表面位置信息，并且所述信号产生装置从该存储器获取目标频率。5.根据权利要求4的设备，其中所述第二获取装置从由基片表面位置信息表示的不均匀性的空间频率中消除包含第二台架的机械共振频率的频率分量，并基于消除所述频率分量之后的空间频率决定目标频率。6.根据权利要求1的设备，其中所述信号产生装置使用等于目标频率的正弦内部模型来放大偏差信号的目标频率分量。7.根据权利要求1的设备，其中存在两个或更多个目标频率，并且所述信号产生装置使用通过放...

【专利技术属性】
技术研发人员：森贞雅博，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]