DE102018216185A1 - Belichtungsverfahren und Belichtungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ein Belichtungsverfahren zum Projizieren eines Musters auf eine Belichtungsmaske auf ein Werkstück durch eine Belichtungssteuerung eines Belichtungslichts umfasst: (1) einen Schritt des Berechnens einer Belichtungsposition auf dem Werkstück aus einer relativen Positionsbeziehung der Belichtungsmaske und des Werkstücks; (2) einen Schritt des Einstellens eines Bereichs, der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsposition sich außerhalb einer Zielbelichtungsposition auf dem Werkstück als Belichtungspositionsbereich befindet; und (3) einen Schritt des Ausführens einer Belichtungssteuerung, die das Belichtungslicht auf die Belichtungsmaske strahlt, wenn die Belichtungsposition sich im Belichtungspositionsbereich befindet, und das Belichtungslicht stoppt, wenn die Belichtungsposition sich außerhalb des Belichtungspositionsbereichs befindet.

Description

• VERWANDTE ANMELDUNGEN
• Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-182352 , die am 22. September 2017 eingereicht wurde, welche durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
• GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Herstellungstechnologie von Halbleitern, Skalen oder dergleichen, welche die Fotolithographietechnik verwendet.
• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Die Genauigkeit einer Belichtungsposition auf einem Werkstück einer Belichtungsvorrichtung wird üblicherweise durch die Positionierungsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung bestimmt. Daher sind Belichtungsvorrichtungen konfiguriert, um durch Verwendung von kontaktlosen hydrostatischen Führungen, die eine Reibungskraft verringern können, oder durch Verwendung linearer Motoren, die die Starrheit von Zufuhrmechanismen verbessern können, eine hohe Positionierungsgenauigkeit aufzuweisen.
• Die Fotolithographietechnik verbessert sich von Jahr zu Jahr mit der Miniaturisierung eines Schaltmusters. Eine Verbesserung der Positionierungsgenauigkeit von Belichtungsvorrichtungen wird jedoch von Jahr zu Jahr schwieriger.
• Die Nichtpatentliteratur 1 führt ein Bewertungsverfahren für Positionierungsgenauigkeit durch Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Position eines Objekttisches während der Belichtung ein und stellt eine Mikrovibration, die während der Belichtung erzeugt wird, als ersten Faktor für eine verschlechterte Positionierungsgenauigkeit einer Belichtungsposition fest. Ferner neigt die Positionsgenauigkeit dazu, sich zu verschlechtern, wenn eine Belichtungszeit kürzer wird. Daher wird eine Restvibration nach der schrittweisen Bewegung als zweiter Faktor der Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Belichtungsposition betrachtet.
• In der Patentliteratur 1 wird ein Verfahren zum Erzielen einer Belichtung bei einer genauen Position mit Bezug auf ein Werkstück im Hinblick auf ein Steuerungsverfahren der Belichtungsvorrichtung vorgeschlagen, auch wenn die Belichtungsvorrichtung sich in einer Restvibration befindet. Die Belichtungsvorrichtung der Patentliteratur 1 umfasst eine Belichtungseinheit als bewegten Körper, einen Positionssensor, der eine Position der Belichtungseinheit erkennt und eine Steuerschaltung, die eine Belichtungsstartzeit basierend auf einem Signal von dem Positionssensor einstellt. Die Steuerschaltung sagt den Zeitpunkt vorher, an dem die Position der Belichtungseinheit während der Restvibration eine Zielposition schneidet und stellt diese Startzeit ein, sodass die Belichtung startet, indem für die Hälfte der erforderlichen Belichtungszeit von dem vorhergesagten Zeitpunkt zurückgegangen wird. Somit wird die Belichtungszeit durch Zentrieren der Zielbeleuchtungsposition eingestellt. Anders gesagt passiert die Belichtungseinheit die Zielposition zu dem Zeitpunkt, an dem die Hälfte der Belichtungszeit vergangen ist. Entsprechend wird beschrieben, dass eine Belichtung der Zielposition auf dem_Werkstück während einer Restvibration möglich wird.
• ENTGEGENHALTUNGSLISTE
• PATENTLITERATUR
• PATENTLITERATUR 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP2006-216852
• NICHTPATENTLITERATUR
• NICHTPATENTLITERATUR 1: New Stage System for Step-and Repeat Scanning Stepper. Zeitschrift der japanischen Gesellschaft für Feinmechanik. Bd. 61 (1995) Nr. 12, S. 1676-1680.
• OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
• DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
• Bei dem in der Patentliteratur 1 beschriebenen Steuerungsverfahren passiert die Belichtungseinheit mit Restvibration die Zielposition auf dem Werkstück zu dem Zeitpunkt, an dem die Hälfte der Belichtungszeit vergangen ist, sodass die Zielposition während der Restvibration belichtet werden kann. Die Restvibration der Belichtungseinheit verändert sich jedoch entsprechend einem Zustand der Vorrichtung (individueller Unterschied, Temperatur/Veränderung im Laufe der Zeit oder dergleichen), und somit vergrößert oder verkleinert sich ein Belichtungsbereich entsprechend der Veränderung der Amplitude oder der Frequenz der Restvibration.
• Der Erfinder hat sich gewissenhaft bemüht, die Genauigkeit der Belichtungsposition der Belichtungsvorrichtung zu verbessern, sodass die Belichtungsposition in den vorgegebenen Bereich fällt, ungeachtet des Einflusses von Faktoren, welche die Restvibration bei der Positionierung der Belichtungsvorrichtung beinhalten. Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Belichtungsverfahren und eine Belichtungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind zu bewirken, dass eine Belichtungsposition auf einem Niveau, das höher ist als die Positionierungsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung, in einen vorgegebenen Bereich fällt, auch wenn die Belichtungsvorrichtung durch Faktoren beeinflusst wird, welche die Restvibration bei der Positionierung der Belichtungsvorrichtung beinhalten.
• MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
• (1) Belichtungssteuerungsverfahren basierend auf der Positionsbeziehung zwischen einer Belichtungsmaske und einem Werkstück.
• Um die vorgenannten Aufgaben zu lösen, besteht ein Belichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darin, ein Muster einer Belichtungsmaske durch ein Belichtungslicht auf ein Werkstück zu projizieren und umfasst:
• einen Belichtungspositions-Berechnungsschritt zum Berechnen einer Belichtungsposition auf dem Werkstück aus der relativen Positionsbeziehung der Belichtungsmaske und des Werkstücks;
• einen Belichtungspositionsbereichs-Einstellschritt zum Einstellen eines vorgegebenen Bereichs, der eine Zielbelichtungsposition auf dem Werkstück umfasst und der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsposition sich außerhalb der Zielbelichtungsposition als Belichtungspositionsbereich befindet; und
• einen Belichtungssteuerungsschritt zum Ausführen einer Belichtungskontrolle durch ein Belichtungssteuersignal, das eine Strahlung des Belichtungslichts auf die Belichtungsmaske ausführt, wenn die Belichtungsposition, die in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt berechnet wird, sich in dem Belichtungspositionsbereich befindet, der in dem Belichtungspositionsbereichs-Einstellschritt eingestellt wird, und die Strahlung des Belichtungslichts stoppt, wenn die Belichtungsposition sich außerhalb des Belichtungspositionsbereichs befindet, und
• das Belichtungslicht für eine vorgegebene Belichtungszeit von der Belichtungssteuerung ausgestrahlt wird.
• Es ist bevorzugt, dass Positionsinformationen über die Belichtungsmaske und das Werkstücks durch eine eindimensionale Koordinate, eine zweidimensionale Koordinate oder eine dreidimensionale Koordinate ausgedrückt werden und dass Informationen über den Belichtungspositionsbereich von einer Koordinate in einer Dimension eingestellt werden, welche die gleiche oder niedriger ist als die Belichtungsmaske und das Werkstück.
• Es ist bevorzugt, dass die Belichtungsposition in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt für jeden vorgegebenen Berechnungszyklus (Δt) berechnet wird und dass eine geschätzte Belichtungsposition nach einer eingestellten Zeit basierend auf einer Zeitreiheninformation der Belichtungsposition zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet wird und dass in dem Belichtungssteuerungsschritt die Belichtungssteuerung basierend auf mindestens einer aus der Belichtungsposition oder der geschätzten Belichtungsposition ausgeführt wird.
• Es ist bevorzugt, dass in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt die Geschwindigkeit basierend auf der Zeitreiheninformation der Belichtungsposition zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet wird oder dass sowohl die Geschwindigkeit als auch die Beschleunigung verwendet werden, um die geschätzte Belichtungsposition nach der eingestellten Zeit zu berechnen.
• Es ist bevorzugt, dass die Belichtungsposition in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt für jeden vorgegebenen Berechnungszyklus (Δt) berechnet wird; und nachdem geschätzte Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks nach der eingestellten Zeit jeweils basierend auf der Zeitreiheninformation jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet wurden, die geschätzte Belichtungszeit nach der eingestellten Zeit berechnet wird; und
  die Belichtungssteuerung in dem Belichtungssteuerungsschritt basierend auf mindestens einer aus der Belichtungsposition und der geschätzten Belichtungsposition ausgeführt wird.
• Es ist bevorzugt, dass in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt
  Geschwindigkeiten der Belichtungsmaske und des Werkstücks basierend auf der Zeitreiheninformation jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet werden oder dass sowohl Geschwindigkeiten als auch Beschleunigungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks verwendet werden, um jede geschätzte Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks nach der eingestellten Zeit zu berechnen.
• (2) Belichtungssteuerungsverfahren, das auf eine Wirkung in Kombination mit der Positionssteuerung gerichtet ist.
• Es ist bevorzugt, dass das Belichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen Positionssteuerungsschritt der Positionssteuerung jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks für jede vorgegebene Abtastzeit umfasst, wobei
  mindestens der Positionssteuerungsschritt während der Ausführung des Belichtungspositions-Berechnungsschritts ausgeführt wird und
  die Belichtungsposition und die geschätzte Belichtungsposition in dem Belichtungsberechnungsschritt durch eine Zustandsbeobachtungsvorrichtung (Beobachter) berechnet werden, die jedes Positionssteuerungssignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks, die in dem Positionssteuerungsschritt verwendet werden, und die Zeitreiheninformation der Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks als Eingabewerte empfängt.
• (3) Belichtungssteuerungsverfahren basierend auf der Beziehung einer Position und einer Stellung zwischen einer Belichtungsmaske und einem Werkstück.
• Bei dem Belichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass:
• der Belichtungspositions-Berechnungsschritt ferner das Berechnen einer Belichtungsrichtung auf dem Werkstück aus der relativen Beziehung der Stellungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks umfasst;
• der Belichtungspositionsbereichs-Einstellschritt ferner das Einstellen eines vorgegebenen Bereichs umfasst, der eine Zielbelichtungsrichtung auf dem Werkstück umfasst und der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsrichtung sich außerhalb der Zielbelichtungsrichtung als Belichtungsrichtungsbereich befindet; und
• die Strahlung des Belichtungslichts in dem Belichtungssteuerungsschritt ausgeführt wird, wenn die Belichtungsposition sich in dem Belichtungspositionsbereich befindet und die Belichtungsrichtung sich in dem Belichtungsrichtungsbereich befindet.
• Es ist bevorzugt, dass Informationen über die Position und die Stellung der Belichtungsmaske und Informationen über die Position und die Stellung des Werkstücks jeweils durch Informationen über maximal sechs Freiheitsgrade ausgedrückt werden und
  Informationen über den Belichtungspositionsbereich und den Belichtungsrichtungsbereich jeweils durch Informationen über die gleichen Freiheitsgrade wie die Belichtungsmaske beziehungsweise das Werkstück oder durch niedrigere Freiheitsgrade als die Belichtungsmaske beziehungsweise das Werkstück eingestellt werden.
• Es ist bevorzugt, dass die Belichtungsposition und die Belichtungsrichtung in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt für jeden vorgegebenen Berechnungszyklus (Δt) berechnet werden und dass eine geschätzte Belichtungsposition und eine geschätzte Belichtungsrichtung nach einer eingestellten Zeit ferner basierend auf einer Zeitreiheninformation der Belichtungsposition und der Belichtungsrichtung zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet werden, und
  die Belichtungssteuerung in dem Belichtungssteuerungsschritt basierend auf mindestens einer aus der Belichtungsposition, der Belichtungsrichtung, der geschätzten Belichtungsposition und der geschätzten Belichtungsrichtung ausgeführt wird.
• Es ist ferner bevorzugt, dass in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt
  eine sich ändernde Geschwindigkeit der Belichtungsrichtung basierend auf einer Zeitreiheninformation über die Belichtungsrichtung zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet wird oder dass sowohl eine sich ändernde Geschwindigkeit der Belichtungsrichtung und eine sich ändernde Beschleunigung der Belichtungsrichtung verwendet werden, um die geschätzte Belichtungsrichtung nach der eingestellten Zeit zu berechnen.
• Es ist ferner bevorzugt, dass in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt
  die Belichtungsrichtung für jeden vorgegebenen Berechnungszyklus (Δt) berechnet wird und,
  nachdem geschätzte Stellungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks nach einer eingestellten Zeit jeweils basierend auf einer Zeitreiheninformation jeder Stellung der Belichtungsmaske und des Werkstücks zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet wurden, die geschätzte Belichtungsrichtung nach der eingestellten Zeit berechnet wird und
  die Belichtungssteuerung in dem Belichtungssteuerungsschritt basierend auf mindestens einer aus der Belichtungsposition, der Belichtungsrichtung, der geschätzten Belichtungsposition und der geschätzten Belichtungsrichtung ausgeführt wird.
• Es ist ferner bevorzugt, dass in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt
  stellungsverändernde Geschwindigkeiten der Belichtungsmaske und des Werkstücks basierend auf einer Zeitreiheninformation jeder Stellung der Belichtungsmaske und des Werkstücks zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet werden oder dass sowohl stellungsverändernde Geschwindigkeiten als auch stellungsverändernde Beschleunigungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks verwendet werden, um jede geschätzte Stellung der Belichtungsmaske und des Werkstücks nach der eingestellten Zeit zu berechnen.
• (4) Belichtungssteuerungsverfahren, das auf eine Wirkung in Kombination mit der Positionssteuerung und der Stellungssteuerung gerichtet ist.
• Bei dem Belichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass:
• Stellungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks in dem Positionssteuerungsschritt für jede Abtastzeit stellungsgesteuert werden; und
• die Belichtungsrichtung und die geschätzte Belichtungsrichtung in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt durch die Zustandsbeobachtungsvorrichtung (Beobachter) berechnet werden, die jedes Stellungssteuerungssignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks, die in dem Positionssteuerungsschritt verwendet werden, und Zeitreiheninformationen über die Stellungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks als Eingabewerte empfängt.
• (5) Belichtungssteuerungsverfahren, bei dem eine Verarbeitungszeit von der Erfassung von Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks bis zu einem Stoppen des Belichtungslichts berücksichtigt wird.
• Bei dem Belichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass:
• die notwendige Zeit von der Erfassung der Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks bis zu einem Stoppen des Belichtungslichts als Verarbeitungszeit (Td) betrachtet wird, und
• in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt Zeit, von der die Verarbeitungszeit (Td) dem Berechnungszyklus (Δt) hinzugefügt wird, als eingestellte Zeit eingestellt wird und eine geschätzte Belichtungsposition oder eine geschätzte Belichtungsposition und eine geschätzte Belichtungsrichtung nach der eingestellten Zeit berechnet wird/werden.
• (6) Belichtungssteuerungsverfahren, das eine Ermittlung einer Belichtungsanomalie beinhaltet.
• Es ist bevorzugt, dass das Belichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ferner umfasst:
• einen Belichtungszeit-Integrationsschritt des Integrierens einer Strahlungszeit des Belichtungslichts basierend auf dem Belichtungssteuerungssignal, um eine integrierte Belichtungszeit zu berechnen, und
• einen Belichtungsanomalie-Ermittlungsschritt des Ermittelns einer Belichtungsanomalie, wenn eine Zeit nach dem integrierenden Start eine obere Grenze eine Belichtungsabschluss-Wartezeit überschreitet, bevor die integrierte Belichtungszeit die vorbestimmte Belichtungszeit erreicht.
• Belichtungsvorrichtung.
• Die Belichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Belichtungslichtquelle; eine Belichtungsmaske, die an einer Position angeordnet ist, an der ein Belichtungslicht aus der Belichtungslichtquelle empfangen wird; eine Projektionslinse, die ein Muster der Belichtungsmaske auf ein Werkstück projiziert; einen Detektor, der eine relative Positionsbeziehung der Belichtungsmaske und des Werkstücks erkennt; einen beweglichen Sockel, der die Belichtungsmaske und das Werkstück relativ bewegt, um eine Belichtungsposition auf dem Werkstück zu verändern; und eine Steuereinheit zum Steuern von mindestens der Strahlung/des Stoppens der Belichtungslichtquelle,
  wobei die Steuereinheit umfasst:
• einen Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer Belichtungsposition auf dem Werkstück aus einer relativen Positionsbeziehung der Belichtungsmaske und des Werkstücks;
• einen Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt zum Einstellen eines vorgegebenen Bereichs als Belichtungsposition, der eine Zielbelichtungsposition auf dem Werkstück umfasst und der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsposition sich außerhalb der Zielbelichtungsposition befindet; und
• einen Belichtungssteuerungsabschnitt zum Ausführen einer Belichtungskontrolle durch ein Belichtungssteuersignal, das eine Strahlung des Belichtungslichts auf die Belichtungsmaske ausführt, wenn die Belichtungsposition, die durch den Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt berechnet wird, sich in dem Belichtungspositionsbereich befindet, der in dem Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt eingestellt wird, und die Strahlung des Belichtungslichts stoppt, wenn die Belichtungszielposition sich außerhalb des Belichtungspositionsbereichs befindet, und
• das Belichtungslicht für eine vorgegebene Belichtungszeit von der Belichtungssteuerung gestrahlt wird.
• Die Steuereinheit umfasst ferner einen Positionssteuerungsabschnitt zur Positionssteuerung jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks für jede vorgegebene Abtastzeit,
  wobei mindestens der Positionssteuerungsabschnitt ausgeführt wird, während der Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt ausgeführt wird, und
  der Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt eine Zustandsbeobachtungsvorrichtung (Beobachter) umfasst, die jedes Positionssteuerungssignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks, die in dem Positionssteuerungsabschnitt verwendet werden, und eine Zeitreiheninformation über die Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks als Eingabewerte empfängt, um die Belichtungsposition und die geschätzte Belichtungsposition zu berechnen.
• WIRKUNG DER ERFINDUNG
• Gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Belichtungsposition oder die geschätzte Belichtungsposition der Belichtungsanlage berechnet und die Strahlung/das Stoppen der Belichtungslichtquelle wird gesteuert, sodass das Belichtungslicht gestrahlt wird, wenn ein errechneter Wert der Belichtungsposition oder der geschätzten Belichtungsposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs auf dem Werkstück liegt.
• Entsprechend kann die Belichtungsposition, auch wenn die Belichtungsvorrichtung beim Positionieren der Belichtungsvorrichtung durch Faktoren beeinflusst wird, einschließlich Restvibration oder dergleichen, innerhalb des vorgegebenen Bereichs auf dem Werkstück auf einem höheren Niveau als die Positionierungsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung eingestellt werden
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Belichtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung einer Zielbelichtungsposition, einer Belichtungsposition und eines Belichtungspositionsbereichs auf einem Werkstück zeigt.
• 3 zeigt Belichtungssteuerungssignale gemäß der Veränderung der Belichtungsposition in der vorgenannten Ausführungsform.
• 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Belichtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 5 zeigt Beispiele eines Berechnungsverfahrens der geschätzten Belichtungsposition in der vorgenannten Ausführungsform.
• 6 zeigt Belichtungssteuerungssignale zur Erläuterung, warum eine Strahlungszeit der Strahlung an der Außenseite der Belichtungspositionsbereichs sich durch eine Berechnungszeit und eine Einschalt-/Ausschalt-Zeitverzögerung bei der Steuerung, die durch eine gegenwärtige Position durchgeführt wird, verlängert.
• 7 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Belichtungssteuerungsverfahrens, das eine geschätzte Position in der vorgenannten Ausführungsform verwendet.
• 8 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Belichtungssteuerungsverfahrens, das ferner die Berechnungszeit und die Einschalt-/Ausschalt-Zeitverzögerung als verändertes Beispiel der vorgenannten Ausführungsform berücksichtigt.
• 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Belichtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 10 ist ein Diagramm eines Histogramms, das eine Verteilung der Belichtungsposition auf dem Werkstück zeigt.
• 11 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Belichtungsverfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das eine Beziehung einer oberen Grenze einer Belichtungsabschluss-Wartezeit und einer integrierten Belichtungszeit zeigt.
• BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
• Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
• <ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM>
• 1 ist ein Blockdiagramm einer Belichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Diese Belichtungsvorrichtung 10 führt eine schrittweise Bewegungsoperation durch und ermittelt gleichzeitig ein reduziertes Bild eines Musters an jeder Zielbelichtungsposition auf einem Werkstück, um die Belichtung für jede Position auszuführen, während ein beweglicher Werkstücksockel positioniert wird. In dieser Beschreibung wird ein orthogonales X-Y-Z-Koordinatensystem, das eine optische Achse eines Belichtungslichts aufweist, die unten als Z-Achse beschrieben wird, zur Erläuterung verwendet.
• Die Belichtungsvorrichtung 10 umfasst eine Belichtungslichtquelle 20, die entlang einer optischen Achse eines Belichtungslichts ausgerichtet ist, einen beweglichen Maskensockel 30, eine Projektionslinse 40 und einen beweglichen Werkstücksockel 50 und ist über eine Signalleitung mit einer Steuereinheit 60 verbunden.
• Die Beleuchtungslichtquelle 20 strahlt ein Laserlicht oder dergleichen als Beleuchtungslicht.
• Der bewegliche Maskensockel 30 besteht aus einer Fixierungsführung 31 und einem beweglichen Tisch 32 und bewegt eine Belichtungsmaske 11, die auf dem beweglichen Tisch 32 angeordnet ist, in Y-Richtung, die orthogonal zur optischen Achse des Belichtungslichts verläuft. Entsprechend kann der bewegliche Maskensockel 30 die Position der Belichtungsmaske 11, die das Belichtungslicht aus der Belichtungslichtquelle 20 empfängt, verändern. Löcher, Einkerbungen oder dergleichen, durch die das Belichtungslicht strömt, sind in der Mitte des beweglichen Tisches 32 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein linearer Motor als Antriebsmittel des beweglichen Tisches 32 eingesetzt. Ferner ist eine Luftführung auf einer Führungsfläche zwischen der Fixierungsführung 31 als Führungsmittel bereitgestellt. Andere Anlagenelemente können jedoch als dieser Antriebsmittel und Führungsmittel angewendet werden.
• Ferner ist ein Verschiebungssensor 33, der die Position des beweglichen Tisches 31 erkennt, an dem beweglichen Maskensockel 30 bereitgestellt und die Steuereinheit 60 empfängt dieses erkannte Signal. Ein Laser-Interferometer oder dergleichen können als Verschiebungssensor 33 angepasst werden.
• Auf der Belichtungsmaske 11 sind ein gewünschtes Muster, wie zum Beispiel ein Halbleiterschaltungsmuster, ein Flüssigkristallelementmuster, ein Skalenmuster, das für einen Linearcodierer verwendet wird, oder dergleichen darauf ausgebildet.
• Die Projektionslinse 40 projiziert ein verkleinertes Bild des Musters der Belichtungsmaske 11 auf dem Werkstück 12. Das Belichtungslicht von der Belichtungslichtquelle 20 wird auf das Muster der Belichtungsmaske 11 gestrahlt und wird auf die Projektionslinse 40 fokussiert, um ein latentes Bild des Musters auf einer Werkstückoberfläche zu bilden, auf der Photoresiste aufgebracht sind. Wenn die vorliegende Erfindung auf eine Belichtungsvorrichtung angewendet wird, die ein Muster tatsächlicher Größe projiziert, fehlt die Projektionslinse 40 bei der Belichtungsvorrichtung. Ferner ist das Belichtungslicht aus der Belichtungslichtquelle 20 nicht auf einen parallelen Lichtfluss beschränkt. Ein Belichtungslicht, das zu einem bestimmten Punkt hin konvertiert, kann zum Beispiel auf die Belichtungsmaske 11 gestrahlt werden und die vorgenannte Projektionslinse 40 kann fehlen.
• Der bewegliche Werkstücksockel 50 besteht aus der Fixierungsführung 51 und dem beweglichen Tisch 52 und bewegt das Werkstück 12, das auf dem beweglichen Tisch 52 angeordnet ist, in Y-Richtung, die orthogonal zur optischen Achse des Belichtungslichts verläuft. Entsprechend sind Projektionspositionen des Musters mit Bezug auf mehrere Zielbelichtungspositionen, die auf dem Werkstück 12 eingestellt sind, ausgerichtet. Das heißt, der bewegliche Werkstücksockel 50 fungiert als schrittweise beweglicher Sockel zum Bewegen des Werkstücks 12, einem Belichtungsziel. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Linearmotor als Antriebsmittel für den beweglichen Tisch 52 eingesetzt und eine Luftführung ist als Führungsmittel auf einer Führungsfläche zwischen der Fixierungsführung 51 bereitgestellt, aber andere Anlagenelemente können als Antriebsmittel und Führungsmittel angewendet werden.
• Ferner ist ein Verschiebungssensor 53, der eine Position des beweglichen Tisches 52 erkennt, an dem beweglichen Werkstücksockel 50 bereitgestellt und die Steuereinheit 60 empfängt dieses erkannte Signal. Ein Laser-Interferometer oder dergleichen können als Verschiebungssensor angewendet werden.
• Im Folgenden wird die Steuereinheit 60, welche die Belichtungssteuerung durchführt, die für die vorliegende Erfindung charakteristisch ist, ausführlich beschrieben.
• Die Steuereinheit 60 gibt ein Belichtungssteuersignal zum Ein-/Ausschalten der Strahlung der Belichtungslichtquelle 20 gemäß der Eingabe der Erfassungssignale von jedem Verschiebungssensor 33, 53 aus. Entsprechend weist die Steuereinheit 60 einen Maskenpositionserfassungsabschnitt 61, einen Werkstückpositions-Erkennungsabschnitt 62, einen Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 63, einem Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt 64 und einen Belichtungssteuerungsabschnitt 65 auf.
• Der Maskenpositionserkennungsabschnitt 61 und der Werkstückpositionserkennungsabschnitt 62 geben die erfassten Signale von jedem Verschiebungssensor 33, 53 an den Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 63 als Information über jede Position der Belichtungsmaske 11 und des Werkstücks 12. Entsprechend kann der Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 63 Informationen über eine relative Positionsbeziehung der Belichtungsmaske 11 und des Werkstücks 12 erhalten.
• Der Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 63 berechnet insbesondere die Belichtungsposition auf dem Werkstück aus der relativen Positionsbeziehung der Belichtungsmaske 11 und des Werkstücks 12, um dem Belichtungssteuerungsabschnitt 65 Informationen über die Belichtungsposition zu geben.
• Der Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt 64 weist eine Funktion zum Einstellen eines vorgegebenen Bereichs auf, der die Zielbelichtungsposition auf dem Werkstück beinhaltet und der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsposition sich außerhalb der Zielbelichtungsposition als Belichtungsposition befindet. Ein Beispiel eines Einstellungsverfahrens des Belichtungspositionsbereichs wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Vergrößerte Ansichten in 2(A) bis 2(C) zeigen den gleichen mikroskopischen Bereich auf der Werkstückoberfläche. Der mikroskopische Bereich aus 2(A) zeigt eine Zielbelichtungsposition 1 eines bestimmten Musters. Ein Punkt C1 ist die Mitte der Zielbelichtungsposition. In 2(B) ist die Position des Musters, die tatsächlich mit Hinblick auf die Belichtungszielposition 1, die durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, projiziert wird, durch eine durchgehende Linie als Belichtungsposition 2 gezeigt. Ein Punkt C2 ist die Mitte der Belichtungsposition 2.
• Es ist technisch schwierig und nicht realistisch, die Belichtungsposition 2 vollständig an die Zielbelichtungsposition 1 anzupassen. Daher wird ein Bereich der Belichtungsposition 2, die ermittelt werden würde, da ihre Wirkung auf die Qualität der Musterbildung gering ist, auch wenn die Belichtungsposition 2 leicht von der Zielbelichtungsposition 1 abweicht, wie in 2(B), vorab als Belichtungspositionsbereich eingestellt. Ein Belichtungspositionsbereich 3 ist in 2(C) als ein Bereich gezeigt, der durch eine dicke Linie umgeben ist. 2 ist ein Beispiel, bei dem der Belichtungspositionsbereich 3 in einer X-Y-Ebene eingestellt ist.
• Informationen über den Belichtungspositionsbereich, der durch den Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt 64 eingestellt wird, werden an den Belichtungssteuerungsabschnitt 65 gegeben.
• Der Belichtungssteuerungsabschnitt 65 in 1 verwendet Informationen über die Belichtungsposition von dem Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 63 und Informationen über den Belichtungspositionsbereich von dem Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt 64, um das Belichtungssteuersignal an die Belichtungslichtquelle 20 auszugeben. Wenn die Belichtungsposition in dem Belichtungspositionsbereich liegt, wird das Belichtungssteuersignal ein Befehlssignal, um die Strahlung des Belichtungslichts auszuführen (Strahlungssignal). Wenn die Belichtungsposition außerhalb des Belichtungspositionsbereichs liegt, wird das Belichtungssteuersignal ein Befehlssignal, um die Strahlung des Belichtungslichts zu stoppen (Stoppsignal). Wenn die Belichtungsposition erneut in den Belichtungspositionsbereich gelangt, wird das Belichtungssteuersignal ein Befehlssignal, um die Strahlung des Belichtungslichts erneut zu starten (Strahlungssignal).
• Jedes Aufbauelement der Steuereinheit 60 kann aus einer analogen Schaltung gebildet sein, das einen Operationsverstärker, einen Komparator oder dergleichen verwendet. Es kann aus einer digitalen arithmetischen Vorrichtung gebildet sein, wie zum Beispiel einer CPU, DSP (Digital Signal Processing - digitale Signalverarbeitung) oder dergleichen. Bei einer digitalen Gestaltung ist es bevorzugt, ein Programm zu erstellen, das die Belichtungsposition für jeden vorgegebenen Zyklus oder jeden eingestellten Zyklus durch einen Unterbrechungsprozess berechnet. Eine Vorrichtung, wie zum Beispiel eine FPGA (Field-Programmable Gate Array), kann als Hardware einer digitalen Schaltung verwendet werden, um einen ähnlichen Prozess auszuführen.
• Eine Kombination einer Lichtquelle, wie zum Beispiel einer LED, eines Halbleiterlasers oder dergleichen, und einer elektrischen Schaltung, welche die Lichtquelle steuert, kann ein Beispiel für die Gestaltung der Belichtungslichtquelle 20 sein. Die elektrische Schaltung zum Steuern der Lichtquelle empfängt das Belichtungssteuersignal von der Steuereinheit 60, um die Strahlung/das Stoppen des Belichtungslichts zu steuern. Wenn eine Lichtquelle, die bei hoher Geschwindigkeit schwierig einzuschalten/auszuschalten ist, wie zum Beispiel eine Lampe oder dergleichen, verwendet wird, kann eine Blende oder ein Hochgeschwindigkeitsschaltmechanismus, der ein optisches Element oder dergleichen verwendet, in der Belichtungslichtquelle 20 bereitgestellt sein, um die Einschaltung/Ausschaltung des Belichtungslichts zu steuern.
• 3 zeigt ein Beispiel, wenn das Belichtungssteuersignal der Veränderung der Belichtungsposition auf dem Werkstück durch die Belichtungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform zugeordnet ist. Eine Ausführung einer derartigen Belichtungssteuerung durch die Belichtungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es dem Belichtungslicht, nur innerhalb des Belichtungspositionsbereichs gestrahlt zu werden, wenn die Belichtungsposition außerhalb des Belichtungspositionsbereichs liegt. Demzufolge kann die Belichtungsposition in dem vorgegebenen Bereich auf dem Werkstück liegen, auch wenn die Belichtungsvorrichtung von dem Positionieren beeinflusst ist, einschließlich einer Restvibration nach der schrittweisen Bewegung. Ferner arbeitet die Belichtungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform nicht nur während der Restvibration effektiv, sondern auch in einem stationären Zustand der Positionierung.
• In 1 sind Mechanismusabschnitte, wie zum Beispiel der bewegliche Maskensockel 30, der bewegliche Werkstücksockel 50 und dergleichen, einschließlich der Verschiebungssensoren 33, 53, nur in Y-Richtung dargestellt, um die Erläuterung zu vereinfachen. Ebenso sind in 3 die Belichtungsposition, der Belichtungspositionsbereich und das Belichtungssteuersignal hinsichtlich der eindimensionalen Position in Y-Richtung gezeigt.
• Der Freiheitsgrad der Belichtungsmaske und des Werkstücks beträgt jedoch räumlich maximal sechs Freiheitsgrade (Mikrovibration oder dergleichen der Position und der Stellung) in aktuellen Belichtungsvorrichtungen. Daher ist der Belichtungspositionsbereich der vorliegenden Ausführungsform auf maximal sechs Freiheitsgrade eingestellt, sodass eine hohe Genauigkeit der Belichtungsposition möglich wird. Bei der Belichtungsvorrichtung in einem derartigen Fall ist es bevorzugt, den Verschiebungssensor anzuordnen, sodass die Position und die Stellung der Belichtungsmaske bei maximal sechs Freiheitsgraden erkannt werden kann. Ferner ist es bevorzugt, den Verschiebungssensor anzuordnen, sodass die Position und die Stellung des Werkstücks bei maximal sechs Freiheitsgraden erkannt werden kann.
• Informationen über die Position der Belichtungsmaske und Informationen über die Position des Werkstücks können zum Beispiel als eindimensionale Koordinaten-, zweidimensionale Koordinaten- oder dreidimensionale Koordinatendaten behandelt werden. Informationen über den Belichtungspositionsbereich werden durch Koordinaten in der gleichen Dimension wie die Belichtungsmaske und das Werkstück oder in einer niedrigeren Dimension als diese eingestellt.
• Wenn zum Beispiel ein vertikal gestreiftes Muster vertikaler Streifen in X-Richtung durch schrittweises Durchlaufen in horizontaler Richtung (Y-Richtung) bewirkt wird, um das vertikal gestreifte Muster auf dem Werkstück der Reihe nach zu belichten, wird der Belichtungspositionsbereich nur in horizontaler Richtung eingestellt. Der akzeptable Bereich des Belichtungspositionsbereichs in vertikaler Richtung des vertikal gestreiften Musters ist ausreichend groß, sodass die Belichtungssteuerung überflüssig wird und eine derartige Einstellung entfallen kann.
• Andererseits kann bei einer ähnlichen Belichtung des vertikal gestreiften Musters eine Positionserkennung in zwei senkrechten Richtungen zur Erkennung der Belichtungsposition erforderlich sein. Wenn zum Beispiel Sensoren, die in den zwei senkrechten Richtungen angeordnet werden sollen, Winkelanordnungsfehler aufweisen, die nicht ignoriert werden können, oder wenn die Position in vertikaler Richtung die Position in horizontaler Richtung aufgrund eines Mechanismus der Vorrichtung beeinträchtigt, muss eine Positionserkennung in vertikaler Richtung zusätzlich zu der horizontalen Richtung durchgeführt werden, oder ansonsten werden durch die Position in vertikaler Richtung der Belichtungsposition Fehler in horizontaler Richtung erzeugt.
• Wie bei der Erkennung der Stellung kann nicht nur ein Verschiebungssensor, sondern auch ein Neigungserkennungssensor eingesetzt werden, solange eine Neigung der Belichtungsmaske oder des Werkstücks erkannt werden kann.
• Ein Mechanismus, der sich mindestens in eine Richtung bewegt, wie zum Beispiel der bewegliche Maskensockel 30 oder der bewegliche Werkstücksockel 50, ist für die schrittweise Bewegungsoperation ausreichend. Es können jedoch ein beweglicher Sockel, die sich in eine andere Richtung bewegt, oder ein Kippsockel zur Stellungssteuerung hinzugefügt werden, um eine Positionssteuerung oder eine Stellungssteuerung auf hohem Niveau durchzuführen.
• Bei allgemeinen Belichtungsvorrichtungen müssen die Belichtungsposition in der zweidimensionalen Ebene (X-Y-Ebene) und ein Fokusabstand eines optischen Systems in eine Richtung senkrecht zu der Ebene (entspricht der Belichtungsposition in Z-Richtung) innerhalb eines geeigneten Belichtungspositionsbereichs eingehalten werden. Ferner können nicht nur das Belichtungszentrum, sondern auch das gesamte Belichtungsmuster ordnungsgemäß auf dem Werkstück belichtet werden, indem die Richtung der Belichtungsmusterseite (Gieren/Nicken/Rollen) innerhalb eines geeigneten Belichtungsrichtungsbereichs gehalten wird. Gemäß der Gestaltung der Belichtungsvorrichtung und der Gestaltung des Mechanismusabschnitts gibt es Fälle, in denen die Position und die Belichtungsrichtung offensichtlich innerhalb des akzeptablen Bereichs liegen. In derartigen Fällen kann der Freiheitsgrad, der für das Belichtungssteuersignal verwendet wird, entfallen.
• In der vorliegenden Ausführungsform wird die Belichtungsposition auf dem Werkstück aus jeder Position der Belichtungsmaske 11 und des Werkstücks 12 berechnet, und eine Steuerung der Strahlung/des Stoppens der Belichtungslichtquelle 20 wird durchgeführt, um das Belichtungslicht nur zu strahlen, wenn die Belichtungsposition innerhalb des festgelegten Belichtungspositionsbereichs liegt. Daher kann die Belichtungspositionsgenauigkeit auf einem höheren Niveau als der Positionsgenauigkeit der Belichtungsvorrichtung 10 erreicht werden.
• Folglich kann das Belichtungslicht innerhalb eines vorgegebenen bestimmten Bereichs gestrahlt werden. Ferner wird der Belichtungsbereich nicht gemäß der erforderlichen Belichtungszeit ermittelt, wie in Patentliteratur 1, und die erforderliche Belichtungszeit kann frei eingestellt werden, ohne dass sie durch den Vibrationszyklus und die Vibrationsamplitude des Werkstücks beeinträchtigt wird.
• Ferner kann das Verfahren der vorliegenden Ausführungsform eine schlechte Belichtung durch Stoppen des Belichtungslichts verhindern, auch wenn die Belichtungsposition auf dem Werkstück aufgrund von Erdbeben oder anderen äußeren Störungen zeitweise nicht mehr innerhalb des Belichtungspositionsbereichs liegt.
• <ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM>
• 4 ist ein Blockdiagramm, das die Gestaltung einer Steuereinheit 160 der Belichtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Nicht gezeigte Gestaltungen sind die gleichen wie die Beliehtungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Die Steuereinheit 160 ist aus einer digitalen Vorrichtung gebildet, die in der Lage ist, die Belichtungspositionsberechnung für jede Abtastzeit (Δt) durchzuführen. Dadurch kann die Belichtungsposition nach einer bestimmten eingestellten Zeit unter Verwendung von Informationen über die Belichtungsposition zum gegenwärtigen Zeitpunkt geschätzt werden, um die Strahlung/das Stoppen des Belichtungslichts basierend auf der geschätzten Belichtungsposition zu steuern.
• Wird ein Fall berücksichtigt, in dem die Belichtungsposition sich verändert, wie in 5 gezeigt, kann das Belichtungslicht an der Belichtungsposition außerhalb des Belichtungspositionsbereichs (in 5 bei X(n+1)) gestoppt werden, weil der Belichtungssteuerabschnitt das Belichtungslicht diskret steuert. Obwohl die Belichtungsposition sich bereits außerhalb des Belichtungspositionsbereichs befindet, wird die Strahlung des Belichtungslichts bis zu einem nächsten Zeitpunkt für die Belichtungspositionsberechnung (bei X(n+1)) fortgeführt. Das liegt daran, dass es sich um ein diskretes System handelt, das einen Prozess für jeden Abtastzyklus durchführt. Üblicherweise wird die Strahlungszeit des Belichtungslichts außerhalb des Belichtungspositionsbereichs verkürzt, indem der Abtastzyklus verkürzt wird.
• Als Verfahren, um derartige Fehler der Belichtungspositionen ohne Verkürzen des Abtastzyklus zu verringern, wurde in der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren eingesetzt, bei dem der Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 163 aus 4 die Geschwindigkeit der Position oder die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Position basierend auf der Zeitreiheninformation über die Position zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet und die geschätzte Belichtungsposition nach der Abtastzeit (Δt) berechnet, sodass der Belichtungssteuerabschnitt 165 die geschätzte Belichtungsposition verwendet, um die Strahlung/das Stoppen des Belichtungslichts zu steuern.
• Unter der Annahme, dass die Belichtungsposition eine einheitliche Bewegung während der Abtastzeit (Δt) ausführt, lässt sich die geschätzte Belichtungsposition (in 5 Xa(n+1)) unter Verwendung der Geschwindigkeit V(n) der Position wie in der folgenden Gleichung (1) ausdrücken. Als erstes Beispiel wird ein Verfahren zum Berechnen einer Lösung aus Xa(n+1) aus der Zeitreiheninformation über die Belichtungsposition beschrieben. $$\text{Xa}\left(\text{n}+1\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\text{V}\left(\text{n}\right)\cdot \mathrm{\Delta }\text{t}$$

  
• Die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt n wird durch ein Rückwärtsdifferenzverfahren berechnet. $$\text{Vn}=\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n-1}\right)\right)\mathrm{/\Delta }\text{t}$$

  
• Dann wird die Gleichung (2) ersetzt durch Gleichung (1). $$\begin{array}{l}\text{Xa}\left(\text{n}+1\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}\cdot \mathrm{\Delta }\text{t}\\ \text{Xa}\left(\text{n}+1\right)=2\cdot \text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n-1}\right)\end{array}$$

  
• Ebenso lässt sich, unter der Annahme, dass die Belichtungsposition eine einheitliche Beschleunigung während der Abtastzeit (Δt) ausführt, die geschätzte Belichtungsposition (in 5 Xb(n+1)) unter Verwendung der Geschwindigkeit V(n) und der Beschleunigung a(n) der Position wie in der folgenden Gleichung (4) ausdrücken. Als zweites Beispiel wird ein Verfahren zum Berechnen einer Lösung aus Xb(n+1) aus der Zeitreiheninformation über die Belichtungsposition beschrieben. $$\text{Xb}\left(\text{n+1}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\text{V}\left(\text{n}\right)\cdot \Delta \text{t+1/2}\cdot \mathrm{\alpha }\left(\text{n}\right)\cdot \Delta {\text{t}}^2$$

  
• Die Beschleunigung α(n) zum Zeitpunkt n wird durch ein Rückwärtsdifferenzverfahren berechnet. $$\mathrm{\alpha }\left(\text{n}\right)=\left(\text{V}\left(\text{n}\right)-\text{V}\left(\text{n}-1\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}$$

  

  $$\text{V}\left(\text{n}-\text{1}\right)=\left(\text{X}\left(\text{n}-1\right)-\text{X}\left(\text{n}-2\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}$$

  
• Dann werden die Gleichungen (2) und (6) ersetzt durch Gleichung (5). $$\begin{array}{l}\mathrm{\alpha }\left(\text{n}\right)=\left(\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-\text{1}\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}-\left(\text{X}\left(\text{n}-\text{1}\right)-\text{X}\left(\text{n}-2\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}\\ \mathrm{\alpha }\left(\text{n}\right)=\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-\text{1}\right)\right)-\left(\text{X}\left(\text{n}-\text{1}\right)-\text{X}\left(\text{n}-2\right)\right)/\mathrm{\Delta }{\text{t}}^2\end{array}$$

  

  $$\mathrm{\alpha }\left(\text{n}\right)=\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-2\cdot \text{X}\left(\text{n}-1\right)+\text{X}\left(\text{n}-2\right)\right)/\mathrm{\Delta }{\text{t}}^2$$

  
• Dann werden die Gleichungen (2) und (7) ersetzt durch Gleichung (4). $$\begin{array}{l}\text{Xb}\left(\text{n}+1\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}\cdot \mathrm{\Delta }\text{t}\\ +1/2\cdot \left(\text{X}\left(\text{n}\right)-2\cdot \text{X}\left(\text{n}-1\right)+\text{X}\left(\text{n}-2\right)\right)/\Delta {\text{t}}^2\cdot \Delta {\text{t}}^2\\ \text{Xb}\left(\text{n}+1\right)=2\cdot \text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)+1/2\cdot \left(\text{X}\left(\text{n}\right)-2\cdot \text{X}\left(\text{n}-1\right)+\text{X}\left(\text{n}-2\right)\right)\\ \text{Xb}\left(\text{n}+1\right)=2.5\cdot \text{X}\left(\text{n}\right)-2\cdot \text{X}\left(\text{n}-1\right)+1/2\cdot \text{X}\left(\text{n}-2\right)\end{array}$$

  
• In den beiden oben genannten Beispielen werden die geschätzten Belichtungspositionen durch die Taylor-Entwicklung aus der Zeitreiheninformation über die Positionen zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet. Das heißt, Geschwindigkeit wird für die Gleichung ersten Grades verwendet und Geschwindigkeit und Beschleunigung werden für die Gleichung zweiten Grades verwendet. Ebenso kann die geschätzte Belichtungsposition durch eine Taylor-Entwicklung höherer Ordnung und Differenziale höherer Ordnung berechnet werden.
• Ferner können, auch wenn das Rückwärtsdifferenzverfahren verwendet wird, um den Differenzialwert in den vorgenannten Beispielen zu berechnen, verschiedene Verfahren, die in digitalen Filtern verwendet werden, wie zum Beispiel die bilineare Transformation oder dergleichen, verwendet werden, um das Differenzial einer beliebigen Ordnung zu berechnen.
• Die Belichtungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform kann die geschätzte Belichtungsposition nach der eingestellten Zeit berechnen, zum Beispiel nach der Abtastzeit (Δt), vorab basierend auf der Zeitreiheninformation über die Belichtungsposition zum gegenwärtigen Zeitpunkt durch Berechnen der Belichtungsposition aus der Position der Belichtungsmaske 11 oder der Position des Werkstücks 12.
• Nach dem Berechnen der geschätzten Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks nach der Abtastzeit (Δt) aus jeder Zeitreiheninformation über die Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks durch Anwenden des Obengenannten kann die geschätzte Belichtungsposition vorab basierend auf den geschätzten Positionen berechnet werden, sodass die Strahlungszeit auf die Außenseite des Belichtungspositionsbereichs verkürzt werden kann.
• In den vorgenannten Beispielen werden jedoch nur Probleme des diskreten Systems berücksichtigt, das eine Berechnung für jede Abtastzeit (Δt) in der Belichtungspositionsberechnung durchführt. Die Verarbeitungszeit (Td), die von einer Eingabezeit der Position der Belichtungsmaske 11 oder des Werkstücks 12 bis zur Beendigung des Stoppens des Belichtungslichts durch die Belichtungslichtquelle 20 erforderlich ist, wird nicht berücksichtigt.
• Diese Verarbeitungszeit (Td) wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Es wird angenommen, dass die Belichtungsposition auf dem Werkstück sich an einer Stelle verändert, wie zum Beispiel in einer Kurve aus 6 gezeigt. Daher sollte das Belichtungssteuersignal idealerweise zu einem Zeitpunkt, an dem die Kurve der Belichtungsposition und die untere Grenze des Belichtungspositionsbereichs sich kreuzen, von Strahlung auf Stoppen umgestellt werden. Diese ideale Umschaltzeit wird durch eine strichpunktierte Linie zwischen den Zeitpunkten t-1 und t dargestellt.
• Bei der tatsächlichen Belichtungskontrolle werden die Belichtungspositionen, die durch X(n-2), X(n-1), X(n), X(n+1) bei jedem Abtastzeitpunkt (Δt) ausgedrückt werden, berechnet. Gemäß der Belichtungssteuerung basierend auf der aktuellen Belichtungsposition in der ersten Ausführungsform (Steuereinheit 60 aus 1) liest die Steuereinheit 60 zum Beispiel die erkannten Werte aus jedem Verschiebungssensor 33, 53 zum Zeitpunkt t aus, um die Belichtungsposition X(n) zu berechnen. Dann vergleicht die Steuereinheit 60 die Belichtungsposition X(n) und den Belichtungspositionsbereich und gibt das Belichtungssteuersignal zur Strahlung oder zum Stoppen an die Belichtungslichtquelle 20 aus. Bei einer derartigen Belichtungssteuerung basierend auf der gegenwärtigen Belichtungsposition wird jedoch der Prozess des Stoppens der Belichtung ferner für eine Gesamtzeit der Zeit aus dem Auslesen des erfassten Wertes verzögert, um das Belichtungssteuersignal von der Steuereinheit 60 auszugeben (Berechnungszeit) und für die Zeit, in der die Belichtungslichtquelle 20 das Belichtungssteuersignal zum Stoppen der Belichtung bis zu deren Beendigung empfängt (verzögerte Abschaltzeit). Diese Gesamtzeit wird hierin als Verarbeitungszeit (Td) bezeichnet.
• Als nächstes wird die Belichtungssteuerung durch die geschätzte Belichtungsposition Xy(n) der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 7 beschrieben. Zusätzlich zu der Belichtungsposition X(n) aus 6 zeigt 7 die geschätzten Belichtungspositionen Xa(n), die durch die Gleichung (3) der gleichförmigen Bewegung in weißen Kreisen sowie Linien, welche diese geschätzten Positionen in einer unterbrochenen Linie verbinden, berechnet werden. In einem Prozess zum Zeitpunkt t-1 wird zum Beispiel die Belichtungsposition X(n-1) basierend auf dem erfassten Wert berechnet und gleichzeitig wird die geschätzte Belichtungsposition Xa(n) nach der eingestellten Zeit (Abtastzeit Δt) durch Ersetzen von Informationen über die Belichtungsposition (X(n-2), X(n-1)) zum gegenwärtigen Zeitpunkt für die Gleichung (3) berechnet. Demzufolge wird in dem Prozess zum Zeitpunkt t-1 die Belichtungsposition basierend auf der geschätzten Belichtungsposition Xa(n) zu einem nächsten Zeitpunkt t ermittelt. In diesem Fall, wenn die geschätzte Belichtungsposition Xa(n) außerhalb des Belichtungspositionsbereichs liegt, kann ein Stoppen der Belichtung zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem die Verarbeitungszeit (Td) vom Zeitpunkt t-1 abgelaufen ist. Derartige Belichtungssteuersignale durch die geschätzten Belichtungspositionen Xa(n) sind in der unterbrochenen Linie in 7 gezeigt.
• Als ein modifiziertes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird ein Verfahren zum Verbessern der Belichtungspositionsgenauigkeit mit Bezug auf 8 beschrieben. Ähnlich wie in 7 wird die geschätzte Belichtungsposition durch gleichförmige Bewegung in 8 berechnet, aber die eingestellte Zeit ist unterschiedlich. Das heißt, die Abtastzeit (Δt) wird in 7 als eingestellte Zeit eingestellt, aber eine Zeit (Δt+Td), bei der die Verarbeitungszeit (Td) zu der Abtastzeit (Δt) hinzugefügt wird, wird in 8 als eingestellte Zeit voreingestellt.
• In diesem Fall lässt sich die geschätzte Belichtungsposition (in 8 Xa(n+1+Td) unter Verwendung der Geschwindigkeit V(n) der Position wie in der folgenden Gleichung (9) ausdrücken. $$\text{Xa}\left(\text{n}+1+\text{Td}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\text{V}\left(\text{n}\right)\cdot \left(\Delta \text{t}+\text{Td}\right)$$

  
• Hier, Td = k·Δt (0 < k), $$\text{Xa}\left(\text{n}+1+\text{Td}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\text{V}\left(\text{n}\right)\cdot \left(\mathrm{\Delta }\text{t}+\text{k}\cdot \mathrm{\Delta }\text{t}\right)$$

  
• Dann wird die Gleichung (10) ersetzt durch Gleichung (2). $$\begin{array}{l}\text{Xa}\left(\text{n}+1+\text{Td}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}\cdot \left(\mathrm{\Delta }\text{t}+\text{k}\cdot \mathrm{\Delta }\text{t}\right)\hfill \\ \text{Xa}\left(\text{n}+1+\text{Td}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)\right)/\mathrm{\Delta }\text{t}\cdot \mathrm{\Delta }\text{t}\cdot \left(\text{1}+\text{k}\right)\hfill \\ \text{Xa}\left(\text{n}+1+\text{Td}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\left(\text{X}\left(\text{n}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)\right)\cdot \left(\text{1}+\text{k}\right)\hfill \\ \text{Xa}\left(\text{n}+1+\text{Td}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)+\text{X}\left(\text{n}\right)\cdot \left(1+\text{k}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)\cdot \left(\text{1}+\text{k}\right)\hfill \\ \text{Xa}\left(\text{n}+1+\text{Td}\right)=\text{X}\left(\text{n}\right)\cdot \left(2+\text{k}\right)-\text{X}\left(\text{n}-1\right)\cdot \left(1+\text{k}\right)\hfill \end{array}$$

  
• Auf diese Weise wird die geschätzte Belichtungsposition Xa(n+1+Td) nach der eingestellten Zeit (Δt+Td) basierend auf der Gleichung (11) berechnet. Entsprechend kann die Strahlung/das Stoppen des Belichtungslichts unter Verwendung der geschätzten Belichtungsposition zu der Zeit, an der die Belichtungslichtquelle 10 tatsächlich die Strahlung des Belichtungslichts stoppt, gesteuert werden, und somit wird eine genauere Belichtungssteuerung möglich.
• Das Verfahren aus 8 ist besonders wirksam, wenn eine Lichtquelle verwendet wird, die eine verhältnismäßig lange Bearbeitungszeit (Td) benötigt, um das Belichtungslicht zu stoppen. Dieses Verfahren ist besonders wirksam, wenn die Verarbeitungszeit (Td) länger ist als die Abtastzeit (Δt).
• Ein Beispiel der Belichtungssteuerung durch X(n) UND Xa(n) ist in 7 gezeigt, und ein Beispiel der Belichtungssteuerung durch X(n) UND Xa(n+Td) ist in 8 gezeigt. Bei diesem Steuerverfahren wird ein Steuersignal verwendet, welches das Belichtungssteuersignal durch die gegenwärtige Position X(n) und das Belichtungssteuersignal durch die geschätzte Belichtungsposition Xa(n) oder Xa(n+Td) durch UND-Bedingung kombiniert. Bei diesem Steuersignal durch UND-Bedingung ist das Signal „Strahlung“, wenn beide der zwei Belichtungssteuersignale (X(n) und Xa(n) oder Xa(n+Td) „Strahlung“ sind, und das Signal ist „Stopp“, wenn mindestens eines „Stopp“ ist.
• Bei der Belichtungssteuerung durch die geschätzte Belichtungsposition Xa(n) oder Xa(n+Td) gibt es Fälle, in denen die Belichtung erneut zu einem früheren Zeitpunkt startet als die Belichtungssteuerung durch die gegenwärtige Zeit X(n), wenn das Belichtungslicht von Stoppen auf Strahlung umgestellt wird, und es kann ein Zeitraum erzeugt werden, in dem das Belichtungslicht auf die Außenseite des Belichtungspositionsbereichs gestrahlt wird. Daher wird das Steuersignal durch UND-Bedingung verwendet, sodass das Belichtungssteuersignal zu einem früheren Zeitpunkt unter Verwendung der geschätzten Position zum Stoppen der Belichtung auf „Stopp“ umgestellt werden kann, und das Belichtungssteuersignal kann auf „Strahlung“ umgestellt werden, wenn die Belichtungsposition in den Belichtungspositionsbereich gelangt, um danach die Belichtung erneut zu starten. Demzufolge lässt sich eine Strahlung auf die Außenseite des Belichtungspositionsbereichs im vorliegenden Beispiel verhindern.
• Als Verfahren zum Berechnen der geschätzten Belichtungsposition aus der Zeitreiheninformation über die Position zur gegenwärtigen Zeit kann ein allgemeines Extrapolationsverfahren eingesetzt werden. Eine gerade Linie oder eine dem entsprechende Parabel wird zum Beispiel aus einer Vielzahl der Zeitreiheninformationen über die Position zur gegenwärtigen Zeit durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate oder dergleichen berechnet und die geschätzte Belichtungsposition zu einer Zeit nach der eingestellten Zeit kann berechnet werden.
• In Fällen, in denen die digitale Vorrichtung, welche die Belichtungspositionsberechnung für jede Abtastzeit wie bei der vorliegenden Ausführungsform durchführt, kann eine Strahlung des Belichtungslichts auf die Außenseite des bestimmten Bereichs durch Berechnen der geschätzten Belichtungsposition aus der Zeitreiheninformation über die Position jeder Zeitreiheninformation über die Position und die Stellung vermieden werden.
• Wenn eine digitale Vorrichtung verwendet wird, welche die Belichtungspositionsberechnung für jede Abtastzeit berechnet, wird/werden Geschwindigkeit der Position (und der Stellung) oder deren Geschwindigkeit und Beschleunigung aus der Zeitreiheninformation über die Position (und die Stellung) berechnet, um die geschätzte Belichtungsposition im nächsten erhaltenen Zyklus zu berechnen, sodass eine Strahlung des Belichtungslichts auf die Außenseite des bestimmten Bereichs aufgrund der Veränderung der Belichtungsposition während eines Zeitraums bis zum nächsten erhaltenen Zyklus verringert werden kann.
• <DRITTEAUSFÜHRUNGSFORM>
• 9 ist ein Blockdiagramm der Belichtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Gemeinsamkeiten mit der Belichtungsvorrichtung und der Belichtungssteuerung der zweiten Ausführungsform werden weggelassen.
• Wie in 9 gezeigt, beinhaltet eine Steuereinheit 260 der vorliegenden Ausführungsform eine Gestaltung eines Positionssteuerabschnitts 70 für jede Positionssteuerung der Belichtungsmaske und des Werkstücks. In dieser Positionssteuerung wird jede Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks für jede Abtastzeit (Δt) gesteuert. Während die Steuereinheit 260 die Belichtungsposition berechnet, wird mindestens jede Positionssteuerung der Belichtungsmaske und des Werkstücks ausgeführt. Das heißt, der Belichtungsmasken-Steuerabschnitt 71 in dem Positionssteuerabschnitt 70 gibt ein Positionssteuersignal aus, das den Unterschied zwischen der Zielposition und dem Positionserkennungswert der Belichtungsmaske auf einen Belichtungsmasken-Mechanismusabschnitt 72 verkleinert, um dessen Antrieb zu steuern. Ebenso gibt ein Werkstücks-Steuerabschnitt 73 in dem Positionssteuerabschnitt 70 ein Positionssteuersignal aus, das den Unterschied zwischen der Zielposition und dem Positionserkennungswert des Werkstücks auf einen Werkstück-Mechanismusabschnitt 74 verkleinert, um dessen Antrieb zu steuern.
• Als Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 163 ist ein Beobachter (eine Zustandsbeobachtungsvorrichtung) bereitgestellt, der in der Lage ist, jede Belichtungsposition der Belichtungsmaske und des Werkstücks zu berechnen. Durch Verwendung des Beobachters können die Belichtungsposition und die geschätzte Belichtungsposition aus jedem Positionssteuersignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks und der Zeitreiheninformation über jede Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks berechnet werden. Da außerdem Informationen über die Belichtungsposition und die geschätzte Belichtungsposition, die berechnet werden, in einer Zustandsgröße sind, die von dem Beobachter erhalten werden kann, weisen sie eine höhere Stabilität des berechneten Wertes auf und besitzen eine schnellere Konvergenz des berechneten Fehlers.
• Auch wenn es in 9 nicht gezeigt ist, kann die Steuereinheit 260 sowohl eine Gestaltung für jede Positionssteuerung der Belichtungsmaske und des Werkstücks als auch eine Gestaltung für jede Stellungssteuerung der Belichtungsmaske und des Werkstücks umfassen. Ferner kann als Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt 163 ein Beobachter (eine Zustandsbeobachtungsvorrichtung) bereitgestellt sein, der in der Lage ist, sowohl die Belichtungsposition als auch die Belichtungsrichtung zu berechnen.
• Durch Verwendung des Beobachters lassen sich die Belichtungsposition und die Belichtungsrichtung aus jedem Positionssteuersignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks, aus jedem Stellungssteuersignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks und der Zeitreiheninformation über jede Position und jede Stellung der Belichtungsmaske und des Werkstücks berechnen. Da außerdem jede Information über die Belichtungsposition und die Belichtungsrichtung, die berechnet werden, in einer Zustandsgröße ist, die von dem Beobachter erhalten werden kann, weisen sie eine höhere Stabilität des berechneten Wertes des Belichtungsposition und der Belichtungsrichtung auf und besitzen eine schnellere Konvergenz des berechneten Fehlers.
• <VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM>
• Wenn die Positionsteuerung durch das Steuern jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks durchgeführt wird, gilt die Belichtungsposition im PI-Steuersystem, die ordnungsgemäß angepasst wird, als in einer Normalverteilung, wie in der Verteilung der Belichtungsposition in 10 gezeigt. Wenn der Belichtungspositionsbereich in 10 zum Beispiel als Standardabweichung ±σ der Belichtungspositionsverteilung eingestellt ist, wird das Belichtungssteuersignal ein Befehlssignal (Strahlungssignal), das die Strahlung des Belichtungslichts bei einer Frequenz von etwa 68,3% ausführt.
• Wenn die Belichtungspositionsverteilung als in der Normalverteilung gilt, wie in 10, kann das Verhältnis der Strahlungszeit des Belichtungssteuersignals durch Einstellen des Belichtungspositionsbereichs geschätzt werden. Ferner lässt sich das Verhältnis der Strahlungszeit aus der Belichtungspositionsverteilung berechnen, die tatsächlich gemessen wird, wenn die Reproduzierbarkeit der Belichtungspositionsverteilung hoch ist, auch wenn sie nicht in der Normalverteilung liegt.
• 11 ist ein Diagramm, das einen Steuerzustand in einer Zeitreihe zeigt, wenn die Belichtungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform ausgeführt wird. Gemeinsamkeiten mit den Belichtungsvorrichtungen und der Belichtungssteuerung der vorstehenden Ausführungsformen werden weggelassen.
• In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Belichtungsfreigabesignal verwendet, um eine Obergrenze einer Belichtungsabschluss-Wartezeit einzustellen. Ferner kann eine Anomalität der Belichtung beobachtet werden durch Einstellen einer Belichtungszeit, die für die Belichtung erforderlich ist (auch als Strahlungszeit bezeichnet), und eines Wertes, der die erforderliche Belichtungszeit multipliziert mit einem vorgegebenen Sicherheitsfaktor basierend auf einem Verhältnis der Belichtungszeit ist. Ferner kann die Obergrenze der Belichtungsabschluss-Wartezeit auf einen Wert eingestellt werden, der die erforderliche Belichtungszeit ist, die unter der gleichen Bedingung gemessen wird, multipliziert mit einem vorgegebenen Sicherheitsfaktor.
• 11 zeigt Beispiele der Belichtungsposition, des Belichtungssteuersignals, einer integrierten Belichtungszeit und einer eingestellten integrierten Belichtungszeit, wenn die Obergrenze der Belichtungsabschluss-Wartezeit auf das Belichtungsfreigabesignal eingestellt ist. In diesem Beispiel wird die Belichtung innerhalb der Obergrenze der Belichtungsabschluss-Wartezeit abgeschlossen. Wenn die Belichtung nicht innerhalb der Obergrenze der Belichtungsabschluss-Wartezeit abgeschlossen wird, wird dies als eine Belichtungsanomalität ermittelt und ein Fehler wird erzeugt. Entsprechend kann eine Belichtungsanomalität festgestellt werden.
• Bezugszeichenliste

10

Belichtungsvorrichtung

11

Belichtungsmaske

12

Werkstück

20

Belichtungslichtquelle

30

Beweglicher Maskensockel

40

Projektionslinse

50

Beweglicher Werkstücksockel

60, 160

Steuereinheit

63, 163

Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt

64, 164

Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt

65, 165

Belichtungssteuerabschnitt

70

Positionssteuerabschnitt

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2017182352 [0001]
• JP 2006216852 [0007]

Claims (12)

1. Belichtungsverfahren zum Projizieren eines Musters einer Belichtungsmaske auf ein Werkstück durch ein Belichtungslicht, umfassend: einen Belichtungspositions-Berechnungsschritt zum Berechnen einer Belichtungsposition auf dem Werkstück aus der relativen Positionsbeziehung der Belichtungsmaske und des Werkstücks; einen Belichtungspositionsbereichs-Einstellschritt zum Einstellen eines vorgegebenen Bereichs, der eine Zielbelichtungsposition auf dem Werkstück umfasst und der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsposition sich außerhalb der Zielbelichtungsposition als Belichtungspositionsbereich befindet; und einen Belichtungssteuerungsschritt zum Ausführen einer Belichtungskontrolle durch ein Belichtungssteuersignal, das eine Strahlung des Belichtungslichts auf die Belichtungsmaske ausführt, wenn die Belichtungsposition, die in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt berechnet wird, sich in dem Belichtungspositionsbereich befindet, der in dem Belichtungspositionsbereichs-Einstellschritt eingestellt wird, und die Strahlung des Belichtungslichts stoppt, wenn die Belichtungsposition sich außerhalb des Belichtungspositionsbereichs befindet, und wobei das Belichtungslicht für eine vorgegebene Belichtungszeit von der Belichtungssteuerung gestrahlt wird.
2. Belichtungsverfahren nach Anspruch 1, wobei Positionsinformationen über die Belichtungsmaske und das Werkstück durch eine eindimensionale Koordinate, eine zweidimensionale Koordinate oder eine dreidimensionale Koordinate ausgedrückt werden, wobei Informationen über den Belichtungspositionsbereich von einer Koordinate in einer Dimension eingestellt werden, welche die gleiche oder niedriger ist als die Belichtungsmaske und das Werkstück.
3. Belichtungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt die Belichtungsposition für jeden vorgegebenen Berechnungszyklus (Δt) berechnet wird und eine geschätzte Belichtungsposition nach einer eingestellten Zeit basierend auf einer Zeitreiheninformation der Belichtungsposition zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet wird und wobei die Belichtungssteuerung in dem Belichtungssteuerungsschritt basierend auf mindestens einer aus der Belichtungsposition und der geschätzten Belichtungsposition ausgeführt wird.
4. Belichtungsverfahren nach Anspruch 3, wobei in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt die Geschwindigkeit basierend auf der Zeitreiheninformation der Belichtungsposition zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet wird oder sowohl die Geschwindigkeit als auch die Beschleunigung verwendet werden, um die geschätzte Belichtungsposition nach der eingestellten Zeit zu berechnen.
5. Belichtungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt die Belichtungsposition für jeden vorgegebenen Berechnungszyklus (Δt) berechnet wird; und nachdem geschätzte Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks nach einer eingestellten Zeit jeweils basierend auf der Zeitreiheninformation jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet wurden, die geschätzte Belichtungszeit nach der eingestellten Zeit berechnet wird; und wobei die Belichtungssteuerung in dem Belichtungssteuerungsschritt basierend auf mindestens einer aus der Belichtungsposition und der geschätzten Belichtungsposition ausgeführt wird.
6. Belichtungsverfahren nach Anspruch 5, wobei in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt Geschwindigkeiten der Belichtungsmaske und des Werkstücks basierend auf der Zeitreiheninformation jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet werden oder sowohl Geschwindigkeiten als auch Beschleunigungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks verwendet werden, um jede geschätzte Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks nach der eingestellten Zeit zu berechnen.
7. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, ferner umfassend einen Positionssteuerungsschritt der Positionssteuerung jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks für jede vorgegebene Abtastzeit, wobei mindestens der Positionssteuerungsschritt während der Ausführung des Belichtungspositions-Berechnungsschritts ausgeführt wird und wobei die Belichtungsposition und die geschätzte Belichtungsposition in dem Belichtungsberechnungsschritt durch eine Zustandsbeobachtungsvorrichtung berechnet werden, die jedes Positionssteuerungssignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks, die in dem Positionssteuerungsschritt verwendet werden, und die Zeitreiheninformation der Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks als Eingabewerte empfängt.
8. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Belichtungspositions-Berechnungsschritt ferner das Berechnen einer Belichtungsrichtung auf dem Werkstück aus der relativen Beziehung der Stellungen der Belichtungsmaske und des Werkstücks umfasst; wobei der Belichtungspositionsbereichs-Einstellschritt ferner das Einstellen eines vorgegebenen Bereichs umfasst, der eine Zielbelichtungsrichtung auf dem Werkstück umfasst und der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsrichtung sich außerhalb der Zielbelichtungsrichtung als Belichtungsrichtungsbereich befindet; und wobei die Strahlung des Belichtungslichts in dem Belichtungssteuerungsschritt ausgeführt wird, wenn die Belichtungsposition sich in dem Belichtungspositionsbereich befindet und die Belichtungsrichtung sich in dem Belichtungsrichtungsbereich befindet.
9. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die notwendige Zeit von der Erfassung der Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks bis zu einem Stoppen des Belichtungslichts als Verarbeitungszeit (Td) betrachtet wird, und in dem Belichtungspositions-Berechnungsschritt Zeit, von der die Verarbeitungszeit (Td) dem Berechnungszyklus (Δt) hinzugefügt wird, als eingestellte Zeit eingestellt wird und eine geschätzte Belichtungsposition oder eine geschätzte Belichtungsposition und eine geschätzte Belichtungsrichtung nach der eingestellten Zeit berechnet wird/werden.
10. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend: einen Belichtungszeit-Integrationsschritt des Integrierens einer Strahlungszeit des Belichtungslichts basierend auf dem Belichtungssteuerungssignal, um eine integrierte Belichtungszeit zu berechnen, und einen Belichtungsanomalie-Ermittlungsschritt des Ermittelns einer Belichtungsanomalie, wenn eine Zeit nach dem integrierenden Start eine obere Grenze einer Belichtungsabschluss-Wartezeit überschreitet, bevor die integrierte Belichtungszeit die vorbestimmte Belichtungszeit erreicht.
11. Belichtungsvorrichtung, umfassend: eine Belichtungslichtquelle; eine Belichtungsmaske, die an einer Position angeordnet ist, an der ein Belichtungslicht aus der Belichtungslichtquelle empfangen wird; eine Projektionslinse, die ein Muster der Belichtungsmaske auf ein Werkstück projiziert; einen Detektor, der eine relative Positionsbeziehung der Belichtungsmaske und des Werkstücks erkennt; einen beweglichen Sockel, der die Belichtungsmaske und das Werkstück relativ bewegt, um eine Belichtungsposition auf dem Werkstück zu verändern; und eine Steuereinheit zum Steuern von mindestens der Strahlung/des Stoppens der Belichtungslichtquelle, wobei die Steuereinheit umfasst: einen Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer Belichtungsposition auf dem Werkstück aus einer relativen Positionsbeziehung der Belichtungsmaske und des Werkstücks; einen Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt zum Einstellen eines vorgegebenen Bereichs als Belichtungsposition, der eine Zielbelichtungsposition auf dem Werkstück umfasst und der zum Projizieren des Musters akzeptabel ist, auch wenn die Belichtungsposition sich außerhalb der Zielbelichtungsposition befindet; und einen Belichtungssteuerungsabschnitt zum Ausführen einer Belichtungskontrolle durch ein Belichtungssteuersignal, das eine Strahlung des Belichtungslichts auf die Belichtungsmaske ausführt, wenn die Belichtungsposition, die durch den Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt berechnet wird, sich in dem Belichtungspositionsbereich befindet, der in dem Belichtungspositionsbereichs-Einstellabschnitt eingestellt wird, und die Strahlung des Belichtungslichts stoppt, wenn die Belichtungszielposition sich außerhalb des Belichtungspositionsbereichs befindet, und das Belichtungslicht für eine vorgegebene Belichtungszeit von der Belichtungssteuerung gestrahlt wird.
12. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit ferner einen Positionssteuerungsabschnitt zur Positionssteuerung jeder Position der Belichtungsmaske und des Werkstücks für jede vorgegebene Abtastzeit umfasst, wobei mindestens der Positionssteuerungsabschnitt ausgeführt wird, während der Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt ausgeführt wird, und wobei der Belichtungspositions-Berechnungsabschnitt eine Zustandsbeobachtungsvorrichtung umfasst, die jedes Positionssteuerungssignal der Belichtungsmaske und des Werkstücks, die in dem Positionssteuerungsabschnitt verwendet werden, und eine Zeitreiheninformation über die Positionen der Belichtungsmaske und des Werkstücks als Eingabewerte empfängt, um die Belichtungsposition und die geschätzte Belichtungsposition zu berechnen.

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