曝光方法及曝光装置

本发明涉及光刻，特别涉及一种曝光方法及曝光装置。

背景技术：

1、光刻机设备主要用于集成电路芯片或其他微型器件的制造。在制造过程中，同一器件通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。在这些曝光过程中，基板台的运动精度是影响光刻套准精度的关键因素之一。对准系统是半导体设备中的一个核心分系统，以光刻机设备为例，对准系统的对准精度往往直接决定了光刻机设备所能达到的套刻精度。

2、相关技术中，其中一种步进式定位对准法，即在扫描曝光过程中的指导位置(往往存在多个不同的位置)定位掩模与载有基板的基板台上配置的对准标记之间的相对位置关系，然后通过对准标记之间的相对位置关系实现掩模与基板对准。该方式的缺陷在于，导致基板台在加速、运动、减速以及停止等多种运动状态之间切换，不仅影响基板台的稳定性，而且影响产率。另外一种设置多组对准机构，在基板台运行至指定位置之前，先使用可移动的对准机构对待曝光位置进行检测，从而实现在曝光过程中无需使基板台停下。然而该方式的缺陷在于一是不适用于拼接曝光物镜，二是需要设置可动的物镜系统和对准系统。

3、需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中针对基板台高速运动工况下，步进对准定位方法存在的影响基板台稳定性及效率，以及机器视觉定位产生运动模糊/拖影的其中一个或多个问题，提供一种曝光方法及曝光装置，本发明能够提高基板台在高速运动工况下的定位效率和定位精度，且不影响基板台的稳定性，能够提高产率。

2、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现，一种曝光方法，其一边使掩模与基板在第一方向上同步移动，一边通过投影光学系统对该基板执行曝光，以使所述掩模上的图案被转移至所述基板上；以及移动动作，其使该基板在与所述第一方向正交的第二方向上移动；所述曝光方法还包括：

3、动态对准系统，所述动态对准系统与设置在所述基板或所述基板台上的动态对准标记对向设置，所述动态对准标记设置为长条形，所述动态对准标记的长度方向为所述第一方向；

4、通过所述动态对准系统，在所述基板沿所述第一方向的移动过程中以预设的检测间隔时长对所述动态对准标记进行检测；

5、所述动态对准系统基于检测结果，使得所述掩模与所述基板的位置吻合。

6、可选地，所述通过所述动态对准系统，在所述基板沿所述第一方向的移动过程中以预设的检测间隔时长对所述动态对准标记进行检测，包括：

7、在所述基板台位于初始位置时，获取所述动态对准标记在所述基板所在坐标系下的第一位置信息；

8、在所述基板运动过程中，按照所述预设的检测间隔时长采集所述动态对准标记的特征图像；并实时获取所述特征图像在所述动态对准系统所在坐标系下的第二位置信息；

9、根据所述基板所在坐标系与所述动态对准系统所在坐标系之间的坐标换算关系，将所述第二位置信息转换至所述基板所在坐标系下得到第三位置信息，并根据所述基板的初始位置、所述第三位置信息和所述第一位置信息获取所述检测结果。

10、可选地，实时获取所述特征图像在所述动态对准系统所在坐标系下的第二位置信息，包括：

11、采用图像边缘提取方法对所述特征图像进行处理，得到边缘图像；

12、获取所述边缘图像在所述动态对准系统所在坐标系下的第二位置信息。

13、可选地，所述动态对准标记包括一条单线性标记；所述单线性标记的长度大于或等于所述预设的检测间隔时长与所述基板的运动速度的乘积。

14、可选地，所述动态对准系统包括图像获取装置，所述动态对准标记包括沿所述基板的运动方向间隔设置的至少两条第一子线性标记，且所述第一子线性标记之间的最大距离小于所述图像获取装置的物方沿所述基板的运动方向的最大视场。

15、可选地，所述第一子线性标记的线宽相同。

16、可选地，所述第一子线性标记的线宽不同，所述实时获取所述特征图像在所述动态对准系统所在坐标系下的第二位置信息，包括：

17、根据线宽变化与所述基板的运动速度的第一标定系数、所述第一子线性标记的线宽与其所在位置关系的第二标定系数以及所述第一子线性标记的线宽，得到该第一子线性标记对应的第二位置信息；

18、其中，所述线宽变化为所述特征图像中该第一子线性标记的线宽与其相邻的另一第一子线性标记的线宽之间差值的绝对值。

19、可选地，所述条形特征标记包括沿所述基板的运动方向间隔设置的至少两个线性组合标记；每个所述线性组合标记包括至少两条间隔设置的第二子线性标记，所述第二子线性标记的延伸方向平行于所述基板的运动方向；不同的所述线性组合标记的所述第二子线性标记的分布、所述第二子线性标记之间的间隔、所述第二子线性标记的个数和/或至少一个所述第二子线标记的线宽不同。

20、可选地，所述基板所在坐标系与所述动态对准系统所在坐标系之间的坐标换算关系在所述基板静止状态下标定得到。

21、可选地，对于每一个所述第一子线性标记，所述曝光方法还包括通过以下步骤标定所述第一子线性标记的线宽：

22、在修正所述第一子线性标记与所述基板的运动方向之间的第一旋转角为零的过程中，获取所述图像获取装置的多个倍率测试数据；

23、在所述第一旋转角为零且所述基板按照预设运动速度运动过程中，按照不同的第一标定采样间隔时长采集所述第一子线性标记的子线性图像，标定采集过程中所述图像获取装置的多个采图延迟时间；

24、根据所述采图延迟时间，修正所述图像获取装置的倍率误差；

25、在所述第一旋转角为不同的非零值且所述基板按照预设运动速度运动过程中，按照不同的第二标定采样间隔时长采集所述第一子线性标记的子线性图像，标定采集过程中所述第一旋转角与所述第一子线性标记的线宽之间的关系；

26、根据所述多个倍率测试数据以及所述倍率误差，修正所述图像获取装置的所述倍率系数；

27、根据所述第一旋转角与所述第一子线性标记的线宽之间的关系以及所述倍率误差，修正所述第一子线性标记的线宽变化误差；

28、根据修正后的所述倍率系数以及修正后的线宽变化误差，标定所述第一子线性标记的线宽。

29、为了实现上述目的，本发明还提供了一种曝光装置，其包括用于保持掩模的掩模台、用于保持基板的基板台以及投影光学系统，一边使所述掩模台和所述基板台在第一方向上同步移动，一边对该基板执行曝光，以使所述掩模上的图案被转移至所述基板上；

30、所述基板台能够沿着与所述第一方向正交的第二方向移动；

31、所述曝光装置，还包括：

32、设置在所述基板或所述基板台上的动态对准标记，所述动态对准标记设置为长条形，所述动态对准标记的长度方向为所述第一方向；

33、动态对准系统，所述动态对准系统与所述动态对准标记对向设置，并且在所述基板沿第一方向移动过程中以预设的检测间隔时长对所述动态对准标记进行检测；

34、所述动态对准系统基于检测结果，使得所述掩模与所述基板的位置吻合。

35、可选地，所述动态对准标记为一条单线性标记、沿所述基板的运动方向间隔设置的至少两条第一子线性标记以及沿所述基板的运动方向间隔设置的至少两个线性组合标记的其中之一，所述线性组合标记包括至少两条间隔设置的第二子线性标记，所述第二子线性标记的延伸方向平行于所述基板的运动方向；不同位置处的所述线性组合标记的所述第二子线性标记的布局、所述第二子线性标记之间的间隔、所述第二子线性标记的个数和/或至少一个所述第二子线标记的线宽不同。

36、与现有技术相比，本发明提供的曝光方法及曝光装置具有以下优点：

37、本发明提供的曝光方法，动态对准系统具有传感器(比如图像获取装置)，运动状态更新快、自动化率高的优点。相比现有技术中的静态对准测量方式，本发明提供的曝光方法，可以在扫描曝光的过程中同步进行动态测量，而无需在曝光过程中频繁停止基板台进行静态标记对准，避免基板台频繁进行加减速运动，从而能够提升光刻设备的产率。此外，本发明提供的方案也可以与现有技术中的静态对准系统并行使用，从而使得光刻设备同时具备静态和动态对准两种对准模式。

38、由于本发明提供的曝光装置，与本发明提供的曝光方法属于同一发明构思，因此，本发明提供的曝光装置至少具有本发明提供的曝光方法的所有优点，详细的内容请参见上文曝光方法相关的描述，在此，不再一一赘述。