阅读说明：本技术 曝光方法以及曝光装置 (Exposure method and exposure apparatus ) 是由 滨崎正和 于 2019-07-25 设计创作，主要内容包括：本发明的实施方式涉及曝光方法以及曝光装置。根据实施方式,首先,生成与曝光区域的对准偏差对应地变更了狭缝宽度的校正曲线。接着,根据上述校正曲线的上述狭缝宽度,设定在各坐标能够得到所期望的曝光量的、载放光掩膜的光掩膜台与载放被加工物的载台之间的相对的曝光扫描速度。然后,按照上述校正曲线与上述曝光扫描速度,一边对曝光狭缝的上述狭缝宽度、上述光掩膜台以及上述载台进行控制,一边执行曝光处理。(Embodiments of the present invention relate to an exposure method and an exposure apparatus. According to the embodiment, first, a correction curve in which the slit width is changed in accordance with the misalignment of the exposure region is generated. Next, a relative exposure scanning speed between the mask stage on which the mask is placed and the stage on which the workpiece is placed is set based on the slit width of the correction curve so that a desired exposure amount can be obtained at each coordinate. Then, according to the correction curve and the exposure scanning speed, the exposure process is executed while controlling the slit width of the exposure slit, the photomask table, and the stage.)

曝光方法以及曝光装置

本申请享有2019年2月5日申请的日本专利申请号2019-18450的优先权利益，该日本专利申请的全部内容被援引到本申请中。

技术领域

本实施方式涉及曝光方法以及曝光装置。

背景技术

在曝光处理中，照明光通过曝光狭缝，向规定曝光图案的曝光掩膜入射，通过使曝光掩膜和感光性基板同步而进行曝光扫描，由此在感光性基板上进行图案形成。

但是，在现有技术中，在一个照射区域的曝光处理中，曝光狭缝的宽度(以下称为狭缝宽度)被固定。因此，在存在曝光对准偏差的情况下，曝光扫描速度虽然降低但在一个照射区域前缩窄狭缝宽度而细致地进行曝光对准偏差的校正，或者重视曝光扫描速度而降低曝光对准偏差的精度。

发明内容

本发明的一个实施方式提供曝光方法以及曝光装置，在存在曝光对准偏差的情况下，能够抑制曝光扫描速度的降低并提高曝光对准偏差的精度。

实施方式的曝光方法为，首先，生成与照射区域的对准偏差对应地变更狭缝宽度的校正曲线。接着，根据上述校正曲线的上述狭缝宽度，设定在各坐标能够得到所期望的曝光量的、载放光掩膜的光掩膜台与载放被加工物的载台之间的相对的曝光扫描速度。然后，按照上述校正曲线和上述曝光扫描速度，一边对曝光狭缝的上述狭缝宽度、上述光掩膜台以及上述载台进行控制，一边执行曝光处理。

附图说明

图1是表示实施方式的曝光装置的概要构成的图。

图2是表示实施方式的曝光狭缝的构成的一例的俯视图。

图3是表示对准偏差数据的一例的图。

图4是表示偏差校正波形的一例的图。

图5是表示狭缝宽度设定信息的一例的图。

图6是表示校正曲线的一例的图。

图7是表示狭缝宽度、偏差追随性以及曝光扫描速度之间的关系的图。

图8是表示实施方式的曝光方法的步骤的一例的流程图。

图9A以及图9B是表示曝光狭缝的构成的其他例子的图。

图10是表示曝光装置的遮光方法的一例的图。

图11是表示控制部的硬件构成的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式所涉及的曝光方法以及曝光装置进行详细说明。此外，本发明并不被该实施方式限定。

图1是表示实施方式的曝光装置的概要构成的图。曝光装置1具备曝光处理部10以及控制部20。曝光处理部10具有光源11、晶片台12、以及光掩膜台13。作为光源11，例如使用输出ArF准分子激光的激光光源等。晶片台12载放作为被加工物的半导体基板(晶片)40。光掩膜台13设置于光源11与晶片台12之间，载放光掩膜55。

另外，曝光处理部10具备照明光学系统14以及投影光学系统15。照明光学系统14将来自光源11的光照射到光掩膜55。投影光学系统15将通过了光掩膜55的光投影到半导体基板40上。

并且，曝光处理部10具有晶片台驱动机构16、光掩膜台驱动机构17以及曝光狭缝18。晶片台驱动机构16使晶片台12在与半导体基板40的载放面平行的方向上移动。光掩膜台驱动机构17使光掩膜台13在与光掩膜55的载放面平行的方向上移动。

曝光狭缝18为了对向半导体基板40入射的光的范围(曝光区域)进行规定而设置在光掩膜台13的光源11侧。图2是表示实施方式的曝光狭缝的构成的一例的俯视图。曝光狭缝18具有方筒状的狭缝主体部181以及两个矩形状的遮光部182。遮光部182沿着狭缝主体部181的开口部183的长边181a配置，并构成为能够通过未图示的驱动机构在短边181b的延伸方向上移动。由此，能够变更狭缝宽度W，该狭缝宽度W是配置在短边181b方向上的两个遮光部182之间的距离。此外，在图2中，光的入射方向为与纸面垂直的方向。

控制部20对曝光处理部10进行控制。控制部20具有对准偏差数据取得部21、偏差校正波形生成部22、偏差指标计算部23、曝光狭缝设定信息存储部24、狭缝宽度设定部25、校正曲线生成部26、校正曲线判定部27、曝光扫描速度设定部28以及曝光控制部29。

对准偏差数据取得部21取得曝光对象的半导体基板40的照射区域的对准偏差数据。对准偏差数据可以是作为过去进行曝光处理的结果而得到的半导体基板40的上层与下层之间的对准偏差的结果即实际测量数据，也可以是通过考虑了照明条件、形成在半导体基板40上的图案、曝光处理部10的像差等的模拟而得到的模拟结果。图3是表示对准偏差数据的一例的图。在该图中，横轴表示曝光对象的照射区域中的曝光扫描方向的位置，纵轴表示对准偏差量。在该例子中，越靠照射区域的曝光扫描方向的两端部则对准偏差越大，在中央附近对准偏差量大致为0。

偏差校正波形生成部22根据对准偏差数据来生成偏差校正波形，为了通过曝光处理来校正对准偏差而需要该偏差校正波形。偏差校正波形是使对准偏差数据的各坐标的对准偏差量的符号反转而得到的波形。图4是表示偏差校正波形的一例的图。在该图中，横轴表示曝光对象的照射区域中的曝光扫描方向的位置，纵轴表示校正量。图4是使图3相对于横轴反转而得到的。

偏差指标计算部23根据偏差校正波形来计算表示各坐标的对准偏差的程度的偏差指标。作为偏差指标，例示了各坐标的校正量、或者各坐标的偏差校正波形的斜率等。通过对偏差校正波形进行微分来计算偏差校正波形的斜率。

曝光狭缝设定信息存储部24存储曝光狭缝设定信息，在对使狭缝宽度变化地进行曝光时的、狭缝宽度和成为规定曝光量的曝光扫描速度进行设定时使用该曝光狭缝设定信息。曝光狭缝设定信息包含狭缝宽度设定信息，该狭缝宽度设定信息将能够以规定精度以上进行校正的狭缝宽度相对于偏差指标建立对应。

狭缝宽度设定信息例如将狭缝宽度相对于偏差指标的范围建立对应。另外，与偏差指标的范围建立对应的狭缝宽度设置有多个。设置有多个的狭缝宽度按照值从大到小的顺序由狭缝宽度设定部25选择。图5是表示狭缝宽度设定信息的一例的图。在该例子中，表示在曝光处理中以两个狭缝宽度进行曝光的情况。在偏差指标的绝对值为A以下的情况下，狭缝宽度被设为B，在偏差指标的绝对值为A以上的情况下，狭缝宽度被设为C1、C2、C3、……(C1＞C2＞C3>……)。此外，在偏差指标的绝对值为A的情况下，为了确保曝光扫描速度而优先设为B(大宽度狭缝)。

另外，在曝光狭缝18通过装置能够运动的范围内设定狭缝宽度。进而，在不对平均化效果(保证规格)造成影响的范围内设定狭缝宽度。例如，当在投影光学系统15的透镜的表面上存在细微的阶差的情况下，在狭缝宽度较宽的情况下，即使向该阶差部分照射光，由于在光的照射范围内被平均化，因此由阶差部分产生的影响也变小。但是，在狭缝宽度较窄的情况下，当向该阶差部分照射光时，不会被平均化，而由阶差部分产生的影响变大。因此，在存在这种阶差部分的情况下，也在其影响被平均化的范围内设定狭缝宽度。

曝光狭缝设定信息包含曝光扫描速度设定信息，该曝光扫描速度设定信息规定了用于针对狭缝宽度而得到规定的曝光量的曝光扫描速度。在对照射区域进行曝光的期间，各位置的光的照射量必须是规定量。因此，针对每个狭缝宽度预先确定向各位置照射的光成为规定量的曝光扫描速度。对该曝光扫描速度进行规定的信息为曝光扫描速度设定信息。

狭缝宽度设定部25为，在生成校正曲线时，从曝光狭缝设定信息存储部24取得狭缝宽度设定信息，并设定狭缝宽度条件。例如，在图5的狭缝宽度设定信息中，偏差指标的绝对值为A以下的情况下的狭缝宽度固定为B，但为A以上的情况下的狭缝宽度存在C1、C2、C3、……的多个。因此，狭缝宽度设定部25为，在最初的校正曲线的生成时，设定如下的狭缝宽度条件：在偏差指标的绝对值为A以下的情况下，狭缝宽度为B，在为A以上的情况下，狭缝宽度为最大的C1。

另外，狭缝宽度设定部25为，在通过校正曲线判定部27判定为校正曲线与偏差校正波形之间的差分不在允许范围内的情况下，重新设定如下的狭缝宽度条件：选择当前设定的狭缝宽度的次大的狭缝宽度，作为偏差指标的绝对值为A以上的情况下的狭缝宽度。例如，在当前作为偏差指标的绝对值为A以上的情况下的狭缝宽度而设定有C1的情况下，设定C2。

校正曲线生成部26为，参照所设定的狭缝宽度条件，生成针对每个坐标设定了与偏差指标对应的狭缝宽度的校正曲线。图6是表示校正曲线的一例的图。在图6中，横轴表示曝光扫描方向的位置，纵轴表示校正量。另外，在图6中表示与图4的偏差校正波形重叠地配置了曝光狭缝18的情况。如该图所示，生成如下的校正曲线：在校正量较少的区域R2中，设定有较大的狭缝宽度B，在校正量变大的区域R1、R3中，设定有较小的狭缝宽度C1。

校正曲线判定部27判定偏差校正波形与校正曲线之差是否在允许范围内。允许范围例如被设为如下范围：在与校正曲线对应的条件下使曝光狭缝18变化而进行了曝光处理时的对准偏差量成为所期望的精度以上的范围。偏差校正波形与校正曲线之差是否在允许范围内，例如能够使用决定系数来判定，该决定系数是相关系数R的平方。此外，允许范围也可以设为规格的范围。校正曲线判定部27为，在差不在允许范围内的情况下，将该情况通知给狭缝宽度设定部25。

曝光扫描速度设定部28为，在偏差校正波形与校正曲线之差在允许范围内的情况下，针对设定于各坐标的每个狭缝宽度来设定能够得到所期望的曝光量的曝光扫描速度。曝光扫描速度设定部28能够参照曝光狭缝设定信息存储部24中的曝光扫描速度设定信息来取得与狭缝宽度对应的曝光扫描速度。此外，曝光扫描速度也可以通过计算来求出。例如，曝光扫描速度通过下式(1)来求出。

曝光扫描速度＝基准曝光扫描速度×设定狭缝宽度/基准狭缝宽度……(1)

图7是表示狭缝宽度、偏差追随性以及曝光扫描速度之间的关系的图。以曝光狭缝18的宽度为单位对于对准偏差进行校正。因此，在狭缝宽度较宽的情况下，例如图6的区域R1、R3那样的位置的偏差追随性变低，但能够提高曝光扫描速度。另一方面，在狭缝宽度较窄的情况下，例如图6的区域R1、R3那样的位置的偏差追随性变高，但曝光扫描速度会降低。

以往，在一个照射区域中，曝光狭缝18的宽度被固定。例如，在遍及照射区域的曝光扫描方向的整体几乎未发生对准偏差的情况下，能够使用宽度较宽的曝光狭缝18来提高曝光扫描速度。另外，在发生了对准偏差的情况下，能够使用宽度较窄的曝光狭缝18来提高偏差追随性。但是，在该情况下，与使用宽度较宽的曝光狭缝18的情况相比，曝光扫描速度会降低。

另一方面，在本实施方式中，如图6所示，在一个照射区域内，根据偏差指标的大小来改变狭缝宽度。由此，在偏差为允许范围内的区域中，能够通过宽度较宽的曝光狭缝18来进行曝光而提高曝光扫描速度，在偏差超过允许范围的区域中，能够通过宽度较窄的曝光狭缝18来进行曝光而提高偏差追随性。另外，由于是对于偏差超过允许范围的区域、通过宽度较窄的曝光狭缝18来进行曝光，因此，与通过宽度较窄的曝光狭缝18对照射区域的整体进行曝光的情况相比，能够缩短曝光处理所需要的时间。

曝光控制部29使用所生成的校正曲线和所设定的曝光扫描速度对曝光处理部10进行控制。例如，曝光控制部29对光源11、晶片台驱动机构16、光掩膜台驱动机构17以及曝光狭缝18进行控制。

接着，对这种构成的曝光装置中的曝光方法进行说明。图8是表示实施方式的曝光方法的步骤的一例的流程图。首先，控制部20的对准偏差数据取得部21取得与要曝光的照射区域相关的对准偏差数据(步骤S11)。对准偏差数据取得部21例如取得图3所示的对准偏差数据。对准偏差数据可以是实际测量出的数据，也可以是通过模拟而得到的结果。

接着，偏差校正波形生成部22生成针对对准偏差数据的偏差校正波形(步骤S12)。偏差校正波形能够成为使对准偏差数据的各坐标的值的符号反转而得到的波形。偏差校正波形生成部22例如生成图4所示的偏差校正波形。

之后，偏差指标计算部23计算偏差校正波形的各坐标的偏差指标(步骤S13)。作为偏差指标，可以是偏差校正波形的各坐标的绝对值，也可以是斜率的绝对值。

接着，狭缝宽度设定部25从曝光狭缝设定信息存储部24中取得狭缝宽度设定信息，并设定狭缝宽度条件(步骤S14)。例如，在图5中，设定如下的狭缝宽度条件：在偏差指标的绝对值为A以下的情况下，将狭缝宽度设为B，在为A以上的情况下，将狭缝宽度设为C1。

之后，校正曲线生成部26参照狭缝宽度条件生成校正曲线，该校正曲线对于各坐标设定了与计算出的偏差指标对应的狭缝宽度(步骤S15)。例如，如图6所示，根据从偏差校正波形得到的偏差指标，在区域R2中设定狭缝宽度B，在区域R1、R3中设定狭缝宽度C1。

之后，校正曲线判定部27判定在步骤S15中生成的校正曲线与在步骤S12中生成的偏差校正波形之差是否在允许范围内(步骤S16)。例如，判定两者之差是否在能够实现所期望的精度以上的范围内。例如，使用决定系数来进行该判定。

在校正曲线与偏差校正波形之差在允许范围外的情况(在步骤S16中为否的情况)下，狭缝宽度设定部25从狭缝宽度设定信息中选择当前的狭缝宽度的次大的狭缝宽度，并设定于狭缝宽度条件(步骤S17)。之后，处理返回到步骤S15。反复执行步骤S15～S17的处理，直到校正曲线与偏差校正波形之差成为允许范围内为止。例如，在图6中，以区域R1、R3的狭缝宽度成为C1、但狭缝宽度按照C2、C3的顺序变小的方式生成校正曲线。

另一方面，在校正曲线与偏差校正波形之差在允许范围内的情况(在步骤S16中为是的情况)下，曝光扫描速度设定部28按照曝光扫描速度设定信息，根据狭缝宽度来设定在各坐标能够得到所期望的曝光量的曝光扫描速度(步骤S18)。具体而言，与狭缝宽度较宽的坐标位置相比较，狭缝宽度较窄的坐标位置的曝光扫描速度被设定得较高。

然后，曝光控制部29按照校正曲线以及曝光扫描速度对曝光狭缝18、晶片台驱动机构16以及光掩膜台驱动机构17进行控制，并进行曝光处理(步骤S19)。至此，处理结束。

在图2中，曝光狭缝18的遮光部182具有矩形状，但实施方式并不限定于此。图9A以及图9B是表示曝光狭缝的构成的其他例子的图。在图9A中，遮光部182包括链条182a以及设置于链条182a的板状部件182b。链条182a具有能够沿着狭缝主体部181的长边181a的延伸方向旋转的构成。例如，在上述例子中，在选择狭缝宽度更宽的B的情况下配置为，通过链条182a的旋转，未设置板状部件182b的位置位于狭缝主体部181的内部。另外，如图9B所示，在选择狭缝宽度更窄的C1时配置为，通过链条182a的旋转，设置有板状部件182b的位置位于狭缝主体部181的内部。

如图9B所示，遮光部182也可以由在狭缝主体部181的短边181b方向上延伸的多个条板状部件182c构成。各条板状部件182c构成为，通过未图示的驱动机构能够在狭缝主体部181的短边181b的延伸方向上移动。由此，能够根据沿着狭缝主体部181的长边181a方向的位置，细致地进行曝光量的调整。

另外，在图2、图9A以及图9B中，说明了对曝光狭缝18设置遮光部182的情况，但也可以通过其他方法来调整曝光量。图10是表示曝光装置中的遮光方法的一例的图。在曝光处理部10中，通常，遮光片19设置于曝光狭缝18的光掩膜台13侧。也可以通过该遮光片19来限制向半导体基板40照射的区域。

此外，在上述例子中，如图5所示，说明了以两个狭缝宽度来生成校正曲线的情况，但是也可以以三个以上的狭缝宽度来生成校正曲线。在该情况下，狭缝宽度设定信息针对多个狭缝宽度规定偏差指标的绝对值的范围。

图11是表示控制部的硬件构成的一例的图。控制部20成为如下的利用了通常的计算机的硬件构成：具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)311、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)312、作为主存储装置的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)313、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)或者CD(Compact Disc：光盘)驱动装置等外部存储装置314、液晶表示装置等显示装置315、以及键盘和鼠标等输入装置316，且这些经由总线317连接。

在本实施方式的控制部20中执行的程序，是执行图8所示的方法的程序，以能够安装的形式或者能够执行的形式的文件记录在CD-ROM、软盘(FD)、CD-R、DVD(DigitalVersatile Disc：数字通用光盘)等计算机能够读取的记录介质中而被提供。

另外，也可以构成为，将在本实施方式的控制部20中执行的程序保存在与互联网等网络连接的计算机上，并通过经由网络下载来提供。另外，也可以构成为，将在本实施方式的控制部20中执行的程序经由互联网等网络进行提供或者发布。

另外，也可以构成为，将本实施方式的程序预先安装到ROM等中来提供。

在第1实施方式中，根据对关于照射区域的对准偏差数据进行校正的偏差校正波形来计算各坐标的偏差指标，并根据偏差指标来生成设定了狭缝宽度的校正曲线。然后，按照校正曲线的各坐标位置处的狭缝宽度来设定曝光处理时的曝光扫描速度。由此，在对存在对准偏差的照射区域进行曝光时，在对准偏差量较大的位置，缩小狭缝宽度来提高偏差追随性，在对准偏差量较小的位置，增大狭缝宽度来提高曝光扫描速度。其结果，在曝光处理中，能够在抑制曝光扫描速度劣化的同时对对准偏差进行校正，而实现所期望的对准偏差精度。

对本发明的几个实施方式进行了说明，这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于权利要求所记载的发明和与其等同的范围中。