DE102006052015B4

DE102006052015B4 - Positionsmessvorrichtung und Positionsabweichungsmessverfahren

Info

Publication number: DE102006052015B4
Application number: DE102006052015.7A
Authority: DE
Inventors: Shusuke Yoshitake; Shuichi Tamamushi
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2026-11-04
Also published as: DE102006052015A1; US20070103657A1; US7643130B2

Abstract

Positionsmessvorrichtung (600) zum Messen einer Position eines Musters, das auf ein Substrat geschrieben ist, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Halteelement (650) mit Aufnahmeräumen, in denen ein Dreipunkthalteelement (220) zum Halten einer Rückseite eines Substrats (101), bei dem es sich um eine Maske handelt, an drei Punkten, und ein Vakuumspannelement (240, 252) zum Halten einer Rückseite eines Substrats (101), bei dem es sich um eine Maske handelt, bereitgestellt sind;
eine Plattform (620), an der entweder das Dreipunkthalteelement (220) oder das Vakuumspannelement (240, 252), die wahlweise aus den Aufnahmeräumen des Halteelementes (650) bereitstellbar sind, befestigt ist;
eine Vakuumpumpe (680) zum Halten und Spannen des Substrats durch das Vakuumspannelement (240, 252) in einem Zustand, in dem es an der Plattform (620) angeordnet ist; und
eine Erfassungseinheit (610) zum Erfassen einer Position eines Musters, das auf das Substrat (101) geschrieben ist, welches durch das Dreipunkthalteelement (220), das an der Plattform (620) befestigt ist, gehalten ist, und zum Erfassen einer Position eines Musters, das auf das Substrat (101) geschrieben ist, das durch das Vakuumspannelement (240, 252) an der Plattform (620) gehalten ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionsmessvorrichtung sowie auf ein Positionsabweichungsmessverfahren, und genauer gesagt, auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Messen einer Musterpositionsabweichung von EUV-(Extreme Ultra Violet)-Masken, die unter Verwendung von beispielsweise variabel geformten Elektronenstrahlen geschrieben oder „gezogen“ werden.
Stand der Technik
In den vergangenen Jahren wurde die Breite von Schaltungsleitungen von Halbleitern bei zunehmender Musterdichte enger und enger. Um integrierte Schaltungen präzise in großem Umfang auf einem Silizium-(Si)-Wafer erzeugen zu können, schreitet die Belichtungstechnik zum Transferieren eines Originals, das auf eine Maske geschrieben ist (auch als ein Master oder ein „Original“-Muster oder als eine Maske bezeichnet) voran. Beispielsweise wurde eine Technik zur optischen Naheffektkorrektur des Anordnens von so genannten Sub-Resolution-Hilfsmerkmalen, die nicht gedruckt werden sollen, um ein Originalmaskenmuster entwickelt. Alternativ wurde eine so genannte Off-Axis-Belichtungstechnik entwickelt, bei der Licht, das zum Drucken verwendet wird, eine Anisotropie verliehen wird, um die Auflösung teilweise zu verbessern. Ferner wurde eine Flüssigkeitseintauchbelichtungstechnik entwickelt, bei der eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder ein spezielles Öl, das einen Brechungsindex aufweist, der größer als derjenige von Luft ist, zwischen eine Objektivlinse und einen Wafer gefüllt wird, um eine Auflösungsgrenze zu erhöhen.
Dank dieser Techniken kann ein Muster von 90 nm oder weniger hergestellt werden, was etwa der Hälfte von 193 nm entspricht, also einer Wellenlänge einer Belichtungslichtquelle. Insbesondere bei der Flüssigkeitseintauch-Belichtungstechnik wurde festgestellt, dass ein Muster von 45 nm auch basierend auf einem theoretischen Berechnungsindex von Wasser gedruckt werden kann. Daher wird davon ausgegangen, dass, wenn ein noch idealeres Öl gefunden wird, ein Muster von etwa 32 nm unter Verwendung der Flüssigkeitseintauchtechnik gedruckt werden kann.
Jedoch wird bei einer derartigen Belichtungstechnik vorausgesetzt, dass Sub-Resolution-Hilfsmerkmale zum Korrigieren eines optischen Naheffektes kompliziert werden können. Obwohl die Sub-Resolution-Hilfsmerkmale auf einer Maske gemustert sind und nicht auf einen Wafer gedruckt werden, hat dies einen Einfluss, wenn ein Transferbild auf den Wafer gedruckt wird. Die Sub-Resolution-Hilfsmerkmale werden in Bezug auf die Proportion kompliziert, wenn der Einfluss eines Luftbildes groß wird. Ferner hat das komplizierte Muster einen großen Einfluss auf die Schreibzeit einer Originalmaske. Zudem besteht ferner ein sehr großes Problem in Bezug auf die Art und Weise, wie die Sub-Resolution-Hilfsmerkmale auf einer Maske überprüft werden.
Um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, wird die Verkürzung der Wellenlänge eines Belichtungslichtes ähnlich wie die zuvor beschriebenen Verbesserungen der Lithografietechniken in Betracht gezogen. Das Entwickeln einer neuen Lithografietechnik mit einem Licht von 157 nm wurde aufgrund des Mangels an Linsenmaterial für die Optiken, die zur Bildschrumpfung und zum Transfer verwendet werden, eingestellt. Somit erscheint das extreme ultraviolette (EUV) Licht mit einer Wellenlänge von 13,4 nm derzeit als höchst vielversprechend. Das EUV-Licht, das in einem sanften Röntgenstrahlenbereich (soft-X-ray area) klassifiziert ist, kann eine Projektionsoptik nicht verlängern, da es von sämtlichen entdeckten Materialien durchdrungen/absorbiert wird. Daher wird eine katadioptrische Optik für das Belichtungssystem unter Verwendung des EUV-Lichtes vorgeschlagen.
Als eine Technik zum Halten von EUV-Masken wird, anstelle eines herkömmlichen Verfahrens zum Halten des Umfangs an drei oder vier Punkten, ein Verfahren zum Spannen fast der gesamten Rückseite in einem ebenen Zustand vorgeschlagen, um ausgesendetes Licht passieren zu lassen. Da das Haltesystem der EUV-Maske in einer Vakuumkammer angeordnet wird, um eine Abschwächung des EUV-Lichtes zu verhindern, wird die Verwendung eines elektrostatischen Spannelementes vorausgesetzt, um eine Maske für EUV, die nachfolgend als eine EUV-Maske bezeichnet wird, zu halten. Richtlinien für zu belichtende Substrate und elektronische Spannelemente sind streng definiert, da sie in dem SEMI-Standard spezifiziert sind. Diesbezüglich wird beispielsweise auf die „SEMI P38-1103 SPECIFICATION FOR ABSORBING FILM STACKS AND MULTILAYERS ON EXTRME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY MASK BLANKS“, die „SEMI P37-1102 SPECIFICATION FOR EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY MAK SUBSTRATES“, oder die „SEMI P40-1103 SPECIFICATION FOR MOUNTING REQUIREMENTS AND ALIGNMENT REFERENCE LOCATIONS FOR EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY MASKS“ verwiesen.
Beim Herstellen einer Master-EUV-Maske ist es ferner schwer, die Gesamtdeformationen eines Substrats in dem Schritt des Ausbildens eines reflektierenden Films oder in dem Prozess der Musterbildung vorauszusagen. Daher ist das Halten eines Substrats mittels eines elektrostatischen Spannelementes gemäß der zuvor genannten SEMI P40-1103-Spezifikation bei Musterschreibvorrichtungen, Positionsmessvorrichtungen und Belichtungsvorrichtungen essentiell.
24 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern von Operationen einer herkömmlichen Schreibvorrichtung variabel geformter Elektronenstrahlmuster. Wie in der Figur gezeigt ist, umfasst die Schreibvorrichtung variabel geformter Elektronenstrahlmuster (EB (Elektronenstrahl) - Schreibvorrichtung) zwei Lochblenden. Eine erste oder „obere“ Lochblende“ 410 umfasst eine Öffnung 410 oder ein „Loch“ 411, das beispielsweise eine rechteckige Form aufweist, um einen Elektronenstrahl 330 zu formen. Diese Form der rechteckigen Öffnung kann auch quadratisch, rautenförmig, parallelogrammförmig oder dergleichen sein. Eine zweite oder „untere“ Lochblende 420 weist eine Öffnung 421 mit einer speziellen Form auf, um den Elektronenstrahl 330, der durch die Öffnung 411 der ersten Lochblende 410 geleitet wurde, zu einem gewünschten Rechteck zu formen. Der Elektronenstrahl 330, der eine geladene Partikelquelle 430 verlassen und durch die Öffnung 411 der ersten Lochblende 410 geleitet wurde, wird durch eine Ablenkplatte abgelenkt. Anschließend wird der Elektronenstrahl 330 durch einen Teil der speziellen Form der Öffnung 421 der zweiten Lochblende 420 geleitet und erreicht ein Zielwerkstück 340, das an einer Plattform befestigt ist, die sich kontinuierlich in eine vorbestimmte Richtung (beispielsweise in der X-Achsen-Richtung) bewegt. Mit anderen Worten wird zum Musterschreiben des Zielwerkstückes 340, das an der Plattform befestigt ist, eine rechteckige Form verwendet, die dazu geeignet ist, sowohl durch die Öffnung 411 als auch durch die spezielle Form der Öffnung 421 zu dringen. Dieses Verfahren des Schreibens oder „Ausbildens“ einer vorgegebenen variablen Form, indem Strahlen sowohl durch die Öffnung 411 als auch durch die spezielle Form der Öffnung 421 geleitet werden, wird als „variables Formen“ bezeichnet.
Es ist auch sehr schwer, die Richtlinien von elektrostatischen Spannelementen in Bezug auf die Präzision und die Genauigkeit zu erfüllen, die in dem SEMI-Standard (SEMI P 40-1103-Standard) beschrieben sind, ebenso wie zu überprüfen, ob die Spannelemente die Spezifikationen erfüllen. Ferner beträgt der Partikeldurchmesser eines Partikels, der bei dem Herstellungsprozess der EUV-Maske zulässig ist, gemäß dem ITRS-Plan 30 nm und/oder weniger. In Bezug auf die Rückseite einer EUV-Maske wird ein leitfähiger Film, wie beispielsweise Cr, mit einer ausreichenden Haftung in Bezug auf Glas auf die Rückseite für ein elektrostatisches Spannelement beschichtet. Wenn das Verfahren des elektrostatischen Spannelementes, etc. verwendet wird, bei dem die Fläche der Oberfläche, die eine Maske berührt, groß ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der elektrisch leitfähige Film auf der Rückseite durch Reibung oder dergleichen, die an einem Kontaktteil erzeugt wird, beschädigt wird, und dass ein derart beschädigter Film Partikel bildet. Wenn solche Partikel an der Rückseite einer EUV-Maske vorhanden sind, besteht ferner die Sorge, dass die Erfordernisse der Bildpositionsgenauigkeit des Musters aufgrund einer lokalen Deformation der EUV-Maske, die durch die Maskenrückseite, die keinen engen Kontakt an und um die Partikel herum hat, nicht erfüllt werden. Daher ist es erforderlich, die Spannfläche stets sauber zu halten. Jedoch ist es sehr schwer, die Spannfläche stets derart sauber zu halten.
Da normalerweise eine Maske als ein Master in der Belichtungsvorrichtung verwendet wird, so dass Bilder geschrumpft und nacheinander auf einen Wafer übertragen werden können, wird ferner nur die Maske verwendet, die einem Endreinigungsprozess unterzogen wurde. Bei der Herstellung einer EUV-Maske mit der Musterschreibvorrichtung ist es jedoch erforderlich, das EUV-Substrat mit einem Abdecklack aus einem fotoempfindlichen Polymer zu verwenden, das ähnlich wie im Falle des Schreibens eines Musters auf einer optischen Maske aufgetragen wird. Als ein Beispiel der hierin beschriebenen optischen Maske sei diejenige genannt, die bei einem Belichtungsprozess unter Verwendung von einem sich von EUV-Licht unterscheidendem Licht, wie beispielsweise ultraviolette Strahlen, verwendet wird. Ähnlich zu der herkömmlichen optischen Maske wirkt der Abdecklack, der auf die EUV-Maske aufgetragen wird, als ein fotoempfindliches Polymer und verursacht eine chemische Reaktion mit dem geplanten Muster, das unter Verwendung von Elektronenstrahlen geschrieben wird. Somit wird nur derjenige Teil auf dem Muster eliminiert, der sich durch das Bestrahlung der Elektronenstrahlen in Bezug auf die Qualität geändert hat (Abdecklack der positiven Art), oder es wird ein von dem bestrahlten Teil verschiedener Teil auf dem Muster (Abdecklack der negativen Art) in einem darauf folgenden Entwicklungsprozess eliminiert, um ein Abdecklackmuster zu erzeugen. Anschließend wird unter Verwendung des Abdecklacks als Schutzfilm Chrom (Schicht unter der Abdecklackschicht) durch Ätzen im Falle einer herkömmlichen optischen Maske entfernt, oder es wird Metall der Chromfamilie oder der Tantalfamilie, bei dem es sich um einen Schattierungsfilm handelt, durch Ätzen im Falle einer EUV-Maske entfernt. Auf diese Weise kann eine Maske hergestellt werden, die Licht nur durch den entfernten Teil durchlässt. Dann wird der als Schutzfilm für das Ätzen verbliebene Abdecklack durch eine chemische Abdecklackabziehverarbeitung entfernt.
Der Abdecklack sollte sowohl im Falle der optischen Maske als auch im Falle der EUV-Maske dünn und gleichmäßig aufgetragen werden. Normalerweise ist der Abdecklack aus einem Polymerfilm gebildet, dessen Hauptkomponente Kohlenstoff ist, und er wird durch eine Rotationsbeschichtungstechnik, welche den in einem Lösungsmittel geschmolzenen Abdecklack träufelt, in einer vorbestimmten Menge auf ein sich drehendes Substrat aufgetragen. Obwohl sich der Abdecklack zum Zeitpunkt des Aufbringens teilweise zu der Seite und zu der Rückseite des Substrats bewegen kann, ist es sehr schwer, die Reste und klebenden Substanzen, wie beispielsweise Abdecklack, auf der Seite oder der Rückseite zu entfernen, ohne den Abdecklack der Maskenoberfläche negativ zu beeinträchtigen. Nach dem Beschichten des Abdecklackes wird ferner ein Brennverfahren (Vorbrennen) bei einer vorbestimmten Temperatur durchgeführt, um im Wesentlichen die Dichte basierend auf der Art und den Zuständen des Abdecklacks zu stabilisieren und auszugleichen.
Selbst beim Durchführen des Brennprozesses kann der Abdecklack, bei dem es sich um einen Polymerfilm handelt, jedoch leicht beschädigt und entfernt werden. Wenn es erforderlich ist, ein Substrat anzuordnen oder ein Substrat während des Schreibens in der Musterschreibvorrichtung zu halten, werden nur begrenzte Flächen zum Handhaben und Halten berührt, um jeden Kontakt mit der Innenseite der begrenzten Flächen auf der Maskenfläche zu vermeiden. In dieser Situation ist es leicht zu erkennen, dass der Abdecklack, der sich unerwartet zu der Seite oder zur Rückseite bewegt, eine Ursache einer partikulären Kontamination der Musterschreibvorrichtung sein kann, da der Abdecklack entfernt wird oder an einem Kontaktbereich anhaftet.
Wenn ein elektrostatisches Spannelement für die EUV-Maske verwendet wird, ist es aufgrund der Tatsache, dass fast die gesamte Rückseite der Maske das Spannelement berührt, sehr wahrscheinlich, dass klebende Substanzen, die an der Seite oder an der Rückseite verblieben sind, wie beispielsweise Abdecklack, entfernt werden und Partikel bilden, weshalb sie von der Spannfläche des elektrostatischen Spannelementes angezogen werden. Daher wird es schwer, die Spannfläche in einem sauberen Zustand zu halten. Da die Partikel auf der elektrostatischen Spannfläche mit der Maskenrückseite in Berührung kommen, ist es ferner schwer, die Maskenrückseite in einer idealen Ebene zu halten.
Ferner wird ein weiteres Verfahren zum Schreiben eines Musters vorgeschlagen, bei dem die Rückseitenform eines Substrats, bei dem es sich um eine Maske handelt, während des Schreibens oder vor dem Schreiben ausgemessen wird, und zwar in einem Zustand, in dem das Substrat ohne Verwendung des elektrostatischen Spannelementes gehalten wird, und es wird eine Positionsabweichung des Musters berechnet und basierend auf der ausgemessenen Rückseitenform des Substrats korrigiert (siehe hierzu beispielsweise JP 2004-214415 A ).
Gemäß der in der JP 2004-214415 A offenbarten Technik wird jedoch die Höhenpositionsverteilung der Substratrückseite gemessen, die gegenüber der Oberfläche angeordnet ist, auf die ein Muster geschrieben wird. Aufgrund der Verwendung dieses Verfahrens wird die Oberfläche jedoch durch den Gravitationsdurchhang zum Zeitpunkt des Ausmessens der Substratrückseite beeinflusst, weshalb ein Maß des Gravitationsdurchhangs für jedes Substrat in Abhängigkeit von einer Toleranz der Substratdicke oder von einem Deformationsmaß in jedem Substrat variabel ist, wodurch sich die Multilayer-Filmspannung, die den EUV-Masken eigen ist, ändert. Daher kann ein Problem in Bezug auf die Reproduzierbarkeit entstehen, wenn ein Zustand der Substratrückseite, der zu einer gewünschten gekrümmten oder ebenen Fläche korrigiert wird, durch Berechnung reproduziert wird. Bei einer Messeinrichtung der Höhenverteilung wird normalerweise ein Messinstrument unter Verwendung eines Interferometers zum Messen der Ebenheit von EUV-Masken verwendet. Aufgrund von Strukturrestriktionen der Vorrichtung ist es jedoch sehr schwer, dieses Messinstrument an der Musterschreibvorrichtung anzuordnen. Selbst wenn unter Berücksichtigung der Strukturrestriktionen ein Messinstrument an der Musterschreibvorrichtung angeordnet werden kann, steht es zu befürchten, dass die Auflösung der Messvorrichtung nicht ausreichend ist.
Selbst wenn die Musterschreibvorrichtung einen Schreibprozess ausführen kann, tritt ferner bei einer Positionsmessvorrichtung, die eine Position eines Schreibmusters misst, das folgend beschriebene Problem auf. Da die durch die Positionsmessvorrichtung zu messende Maske ein Substrat ist, können vor dem Schritt des Endreinigungsprozesses Rückstände, wie beispielsweise ein Abdecklack, und Partikel, die während der Prozesse anhaften, verbleiben. Wenn eine solche EUV-Maske durch ein elektrostatisches Spannelement gehalten wird, werden Partikel auf dem Substrat durch das elektrostatische Spannelement angezogen. Aus diesem Grund ist es schwer, die Spannfläche in einem sauberen Zustand zu halten. Da eine sehr präzise Messung erforderlich ist, muss ferner die derzeitige Positionsmessvorrichtung in einer homoiothermen Kammer angeordnet werden, in der die Temperatur und die Feuchtigkeit gesteuert werden, um Umgebungsänderungen zu minimieren. Da keine Notwendigkeit besteht, die Positionsmessvorrichtung in einem Vakuum zum Zeitpunkt der Musterpositionsmessung zu betreiben, ist es wünschenswert, diese in der Atmosphäre zu verwenden, wo die Handhabung und die Bedienung der Vorrichtung einfach durchgeführt werden können. Wenn das elektrostatische Spannelement in der Atmosphäre verwendet wird, besteht jedoch eine große Gefahr, dass positiv geladene Substanzen aus der Umgebung durch die statische Elektrizität angezogen werden. Da Partikel zwischen die elektrostatische Spannfläche und die Maskenrückseite gelangen, ist es entsprechend schwer, die Maskenrückseite im Zustand einer ideal ebenen Fläche zu halten. Somit besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass eine sehr präzise Positionsmessung nicht erfolgen kann.
Wie es zuvor beschrieben wurde, besteht ein Problem dahingehend, dass, wenn ein elektrostatisches Spannelement zum Halten einer EUV-Maske in der Positionsmessvorrichtung verwendet wird, es schwer ist, dass das elektrostatische Spannelement die Spezifikationen in den Richtlinien gemäß SEMI einhält. Selbst wenn es möglich ist, das elektrostatische Spannelement zu verwenden, welches die Spezifikation erfüllt, besteht beispielsweise ein Problem in Bezug auf das Partikelmanagement in der Positionsmessvorrichtung. Selbst wenn es möglich ist, das elektrostatische Spannelement zu verwenden, das die Spezifikation erfüllt, besteht zudem das nachfolgende Problem. In Bezug auf ein Muster, das durch Datenkorrektur ohne Verwendung des elektrostatischen Spannelementes geschrieben wird, ist es für die Positionsmessvorrichtung unmöglich, das elektrostatische Spannelement zu verwenden, um die Bildanordnungsgenauigkeit der Musterschreibvorrichtung, die ein solches Muster geschrieben hat, zu bewerten.
Die WO 2004/073053 A1 beschreibt eine Positionsmessvorrichtung zum Messen einer Position eines Musters, das auf ein Substrat geschrieben ist. Die Vorrichtung weist ein Dreipunkthalteelement zum Halten einer Rückseite eines Substrats, bei dem es sich um eine Maske handelt, an drei Punkten auf. Ferner ist eine Plattform vorgesehen, an der das Dreipunkthalteelement angeordnet wird. Ferner wird eine Vakuumpumpe als separater Bestandteil des Systems beschrieben.
Die US 2005/0128462 A1 beschreibt ein Haltesystem zum Halten eines Objektes von oben gegen die Schwerkraft, die wenigstens ein Halteteil beinhaltet, das eingerichtet ist, in Kontakt mit dem Objekt gebracht zu werden, um das Objekt von oben zu halten, und wenigstens ein Anziehungsteil zum Anziehen eines begrenzten Abschnitts des Objekts nach oben aufweist, ohne dabei das Objekt zu berühren.
Die US 5 847 813 A beschreibt einen Maskenhalter zum Halten einer Maske währen einer mikrolithographischen Belichtung. Der Maskenhalter weist einen äußeren und einen inneren Rahmen auf. Der äußere Rahmen berührt die Umgebung einer Hauptoberfläche der Maske, um die Maske zu halten. Der innere Rahmen ist mit dem äußeren Rahmen verbunden und berührt einen inneren Teil der Hauptoberfläche der Maske, um die Maske zu halten. Der Maskenhalter kann ein oder mehrere elektrostatische und/oder Vakuumspannmittel beinhalten.
Die US 5 191 218 A beschreibt eine Vakuumanziehungsvorrichtung mit einer Haltebasis, die eine Anziehungsfläche zum Halten eines Substrats daran aufweist. Ein Saugkanal ist in der Basis ausgebildet, um das Vakuum an der Haltebasis zur Verfügung zu stellen. Ein Drucksensor ist an der Basis vorgesehen, der mit dem Saugkanal in Verbindung steht.
In der US 6 123 502 A wird eine Substratbearbeitungsvorrichtung beschrieben, die einen Substrattransport mit Substrathaltern aufweist. Die Halter sind eingerichtet, Substrate unter Einsatz eines Vakuums zu halten und dadurch eine schnelle Bewegung des Substrats zu ermöglichen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Substrate aus den Halterungen geraten.
Die US 5 564 682 A beschreibt einen Wafertisch, der mit einer Anzahl an Durchgangslöchern in seinem zentralen und äußeren Teilen versehen ist. An jedes der Durchgangslöcher ist ein Ende einer Vakuumleitung angeschlossen, deren anderes Ende an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Die Vakuumleitungen werden über elektromagnetische Ventile angesteuert.
Die US 4 391 511 A beschreibt eine Belichtungsvorrichtung zum Belichten und Drucken eines vorbestimmten Musters auf eine Belichtungsfläche eines Substrates umfassend Messmittel zum Messen der Kontur der Belichtungsfläche des Substrates und ein Spannmittel zum Ansaugen und Halten der rückseitigen Fläche des Substrates.
Ferner ist der Vortrag „Chucking of EUV Masks" von KAMM F.-M. bekannt (International Sematech Meeting on EUV Mask Mechnical Fixturing in Write, Metrology and Exposure Tools, Santa Clara California, SPIE Microlithography Conference SPIE2002, am 7. März 2002).
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum hochgenauen Messen einer Musterpositionsabweichung einer geschriebenen Maske zu schaffen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Positionsmessvorrichtung die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Positionsabweichungsmessverfahren die Merkmale des Anspruchs 15 oder des Anspruchs 18.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Positionsmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines Dreipunkt-Halteelements gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines Vakuumspannelementes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts eines elektrostatischen Spannelementes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts eines Vakuumspannelementes gemäß der ersten Ausführungsform ist;
6 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Messen der Rückseitentopografie eines Substrats unter Verwendung einer Ebenheitsmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
7 zeigt ein Beispiel der Rückseitentopografie eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform;
8 zeigt ein Beispiel einer dreidimensionalen Form, für die ein Fitting durchgeführt wurde, der Rückseite eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform;
9 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen einer Positionsabweichung gemäß der ersten Ausführungsform;
10 zeigt ein Beispiel einer Positionsabweichungsverteilung eines Musters an der Vorderseite eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform;
11 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Musterschreibvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
12 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Zustands des Haltens eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
13 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Zustands des Haltens eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
14 ist ein Beispiel der Verteilung des Positionsabweichungs-Korrekturmaßes zum Korrigieren einer Deformation durch Halten an einem flachen Spannelement mit Daten über die Substratrückseitentopografie, die ohne den Einfluss des Schwerkraftdurchhangs erzielt wurden, gemäß der ersten Ausführungsform;
15 zeigt ein Beispiel einer Musterpositionsverteilung einer EUV-Maske, die mit einer Positionsabweichungskorrektur zum Korrigieren der Deformation durch ein Halten an einem flachen Spannelement anhand von Daten der Substratrückseitentopografie, die ohne den Einfluss des Schwerkraftdurchhangs erzielt wurden, geschrieben wurde, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist;
16 zeigt eine Verteilung einer Positionsabweichung zwischen 14 und 15;
17 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Positionsmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
18 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Positionsmessvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
19 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Positionsmessvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
20 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts eines Vakuumspannelementes gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
21 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Positionsmessvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt;
22 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts eines Vakuumspannelementes gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
23 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer oberen Fläche eines Vakuumspannelementes gemäß der fünften Ausführungsform zeigt; und
24 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern von Operationen einer herkömmlichen, variabel geformten Elektronenstrahlmuster-Schreibvorrichtung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In den nachfolgenden Ausführungsformen werden Strukturen beschrieben, die einen Elektronenstrahl als ein Beispiel für einen geladenen Partikelstrahl verwenden. Der geladene Partikelstrahl ist nicht auf den Elektronenstrahl beschränkt, sondern es kann sich auch um einen Strahl handeln, der geladene Partikel verwendet, wie beispielsweise ein Ionenstrahl.
Ausführungsform 1
1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Positionsmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur dargestellt ist, umfasst eine Positionsmessvorrichtung 600 eine homoiotherme Kammer 602, eine Musterpositionserkennungseinheit 610, eine Plattform 620, ein Positionssteuersystem 622, einen Hauptkörper der Tischbasis 630, einen Transferroboter 640, ein Halteelement 650 mit Aufnahmeräumen, eine Robotersteuerschaltung 646, ein Rechenwerk 660, einen Speicher 662, eine Vakuumpumpe 680 und eine Plattformsteuerschaltung 674. In der homoiothermen Kammer 602 sind die Musterpositionserkennungseinheit 610, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, die Plattform 620, das Positionssteuersystem 622, der Hauptkörper der Tischbasis 630, der Transferroboter 640 und das Halteelement 650 aufgenommen. Die Robotersteuerschaltung 646, der Speicher 662, die Vakuumpumpe 680 und die Plattformsteuerschaltung 674 sind an das Rechenwerk 660 angeschlossen, um von diesem gesteuert zu werden.
Das Innere der homoiothermen Kammer 602 wird derart gesteuert, dass es eine konstante Temperatur aufweist, und der Hauptkörper der Tischbasis 630 weist eine vibrationsisolierende Funktion auf. Aufnahmeräume sind in dem Halteelement 650 vorgesehen. In den in dem Halteelement 650 vorgesehenen Aufnahmeräumen ist der erste Satz, der sich aus einem Dreipunkthalteelement 220 und einem Zielwerkstück 101 zusammensetzt, das an dem Dreipunkthalteelement 220 angeordnet oder an diesem „gehalten“ ist, oder der zweite Satz, der sich aus einem Vakuumspannelement 240 und dem Zielwerkstück 101 zusammensetzt, das an dem Vakuumspannelement 240 angeordnet oder an diesem „positioniert“ ist, angeordnet. Ferner umfasst der Transferroboter 640 eine Hand 642 und einen Hauptkörper 644. Unter Verwendung der Hand 642 entnimmt der durch die Robotersteuerschaltung 646 gesteuerte Transferroboter 640 den ersten Satz oder den zweiten Satz aus dem Halteelement 650 und lädt diesen auf die Plattform 620. Ferner entnimmt der Transferroboter 640 unter Verwendung der Hand 642 den ersten Satz oder den zweiten Satz von der Plattform 620 und lagert diesen in dem Halteelement 650.
Die Komponenten, die zum Erläutern der ersten Ausführungsform erforderlich sind, sind in 1 beschrieben. Ferner können weitere Strukturelemente, die normalerweise für die Positionsmessvorrichtung 600 erforderlich sind, ebenfalls enthalten sein.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus des Dreipunkthalteelementes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur gezeigt ist, sind drei Haltestifte 222 in dem Dreipunkthalteelement 220 angeordnet. Die Rückseite des Zielwerkstückes 101 wird durch diese drei Haltestifte 222 gehalten. Der Haltestift 222 sollte aus einem harten Material hergestellt sein, wie beispielsweise Rubin oder Saphir. Die Deformation des Haltestiftes 222 zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem das Zielwerkstück 101 angeordnet wird, kann unter Verwendung eines harten Materials zum Bilden des Haltestiftes unterdrückt werden. Somit können Fehler reduziert und eine sehr gute Reproduzierbarkeit erzielt werden.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus des Vakuumspannelementes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Wie es in der Figur gezeigt ist, ist eine Spannfläche auf dem Vakuumspannelement 240 derart ausgebildet, dass die gesamte Fläche der Rückseite des Zielwerkstückes 101 mit Ausnahme des äußeren Teils derselben an der Fläche gespannt werden kann. Spezifikationen für die Spannfläche entsprechen dem elektrostatischen Spannelement, das in dem zuvor genannten SEMI-Standard spezifiziert ist. Das bedeutet, dass die Fläche und die Form der Spannfläche des Vakuumspannelementes 240 entsprechend der Fläche und der Form einer Spannfläche eines elektrostatischen Spannelementes ausgebildet sind.
4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Abschnittes eines elektrostatischen Spannelementes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Abschnittes eines Vakuumspannelementes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Wie es in 4 gezeigt ist, ist eine Spannfläche 232 in einem vorbestimmten Abstand, der in dem SEMI-Standard spezifiziert ist, an einem elektrostatischen Spannelement 230 angeordnet. Die Rückseite eines Substrates, bei dem es sich um das Zielwerkstück 101 handelt, wird an der Spannfläche 232 gespannt und derart korrigiert, dass sie eine ebene Fläche bildet. Wenn das Zielwerkstück 101 eine EUV-Maske ist, wird es bei einem späteren Verfahren zum Belichten mit EUV-Licht unter Verwendung einer Belichtungsvorrichtung verwendet. Im Falle einer Belichtungsvorrichtung wird sie (nämlich elektrostatisch gespannt) durch ein elektrostatisches Spannelement, das in dem SEMI-Standard spezifiziert ist, in der Belichtungsvorrichtung gehalten. Daher ist es beim Messen einer EUV-Maske unter Verwendung der Positionsmessvorrichtung 600 wünschenswert, einen Zustand zu reproduzieren, der dem Zustand entspricht, in dem diese durch das elektrostatische Spannelement gehalten ist.
Dann werden gemäß der ersten Ausführungsform, wie es in 5 gezeigt ist, eine Kontaktfläche 244 und ein Ansaugbereich 242 an dem Vakuumspannelement 240 in einem vorbestimmten Abstand, der in dem SEMI-Standard definiert ist, in einem Vakuumspannelement derart ausgebildet, dass sie die gleiche Form und Fläche wie die Spannfläche 232 aufweisen. Bezüglich der Operationen des Spannelementes wird der Ansaugbereich 242, der als ein Öffnungsbereich dient, mittels einer Vakuumpumpe durch einen Strömungsweg, der im Inneren des Vakuumspannelementes 240 ausgebildet ist, angesaugt. Obwohl es hier nicht dargestellt ist, wird ein Substrat in dem Zustand, in dem das Vakuumspannelement 240 an der Plattform 620 befestigt ist, durch die Vakuumpumpe 680 durch das Innere der Plattform 620 und des Vakuumspannelementes 240 angesaugt. Auf diese Weise wird das Zielwerkstück 101 an der Kontaktfläche 244 befestigt.
Wie vorhergehend erwähnt, ist es aufgrund des Ausbildens der Fläche und der Form der Spannfläche des Vakuumspannelementes 240 in Übereinstimmung mit der Fläche und der Form der Spannfläche des elektrostatischen Spannelementes, das in dem SEMI-Standard spezifiziert ist, möglich, beim Halten durch ein Vakuumspannelement dieselben Bedingungen wie beim Halten durch ein elektrostatisches Spannelement zu erzeugen. Daher ist es beim Messen einer Position eines Musters, das derart korrigiert wurde, dass es an der gleichen Position geschrieben sein könnte wie in dem Fall, in dem es zu einer ebenen Oberfläche im Falle des Haltens einer Substratrückseite, bei der es sich um das Zielwerkstück 101 handelt, durch das in dem SEMI-Standard spezifizierte, elektrostatische Spannelement korrigiert wurde, lediglich erforderlich, das Substrat an dem Vakuumspannelement 230 anzuordnen. Dank dieser Tatsache kann überprüft werden, ob das Muster an einer gewünschten Position an dem Substrat in dem Zustand geschrieben ist, in dem es an der Plattform 620 durch das Vakuumspannelement gehalten ist, wie in demjenigen Fall, in dem es durch das elektrostatische Spannelement gehalten ist.
Beim Messen einer Position eines Musters hingegen, bei dem keine Korrektur unter der Annahme des Haltens durch das in dem SEMI-Standard spezifizierte, elektrostatische Spannelement durchgeführt wurde, ist es ausreichend, das Substrat an dem Dreipunkthalteelement 220 zu befestigen. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob das Muster an der gewünschten Position auf dem Substrat in demjenigen Zustand, in dem es durch das Dreipunkthalteelement auf der Plattform 620 gehalten ist, geschrieben ist.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Schreibkorrektur an der gleichen Musterposition wie im Falle der Verwendung eines elektrostatischen Spannelementes durchzuführen, indem eine Position eines Schreibens an seiner Schreibposition ohne Verwendung des elektrostatischen Spannelementes in der Musterschreibvorrichtung korrigiert wird. Nachfolgend wird dies unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Zunächst wird beim Schreiben einer EUV-Maske eine Maskentopografiemessung vor einer Schreib-Job-Registration wie nachfolgend beschrieben durchgeführt. Nach dem vorhergehenden Eliminieren des Einflusses der Maskenschwerkraft durch Durchbiegen der Substratrückseitentopografie einer EUV-Maske wird nur die Form der Rückseite, die dem Substrat eigen ist, durch eine Ebenheitsmessvorrichtung gemessen. Wenn die Messung durchgeführt wird, wird ferner eine Hochpräzisionsmessvorrichtung unter Verwendung eines Interferometers verwendet, das in die Musterschreibvorrichtung nicht einbaubar ist. Auf diese Weise kann die Form der Rückseite der Maske mit ausreichender Genauigkeit gemessen werden.
6 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Messverfahrens einer Substratrückseitentopografie unter Verwendung einer Ebenheitsmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Zunächst, wenn die Substratrückseitentopografie vor der Schreib-Job-Registration gemessen wird, wird das Substrat, bei dem es sich um ein Zielwerkstück 101 handelt, beispielsweise längs gerichtet an einer Basis 520 angeordnet, wie es in 6 gezeigt ist. Dann misst ein Interferometer 510 unter Verwendung eines Interferenzprinzips die zugewandte Gesamtfläche des Zielwerkstückes 101. Dank dieses Verfahrens ist es möglich, eine sehr genaue Messung durchzuführen. Dabei kann der Einfluss des Maskensubstrat-Schwerkraftdurchhangs minimiert werden, und nur die Form der Rückseite, die dem Substrat eigen ist, kann mit ausreichender Reproduzierbarkeit gemessen werden.
Eine die Lage betreffende Abweichung eines Musters wird basierend auf den gemessenen Rückseitenforminformationen, die dem Substrat eigen sind, berechnet. Zum Zeitpunkt einer Schreibregistration wird die die Lage betreffende Abweichung, die als einer der Parameter, die dem Substrat eigen sind, berechnet wurde, eingegeben. Anschließend wird das Koordinatensystem des Schreibmusters basierend auf der berechneten, die Lage betreffenden Abweichung konvertiert. Die Position des Schreibmusters kann korrigiert werden, als wäre das Muster basierend auf dem Koordinatensystem in dem Falle geschrieben worden, in dem es durch ein Spannelement mit einer ideal ebenen Oberfläche gehalten ist. Das bedeutet, dass die die Lage betreffende Abweichung korrigiert werden kann. In Bezug auf ein Substrathalteverfahren wird das mechanische Dreipunkthalteverfahren, mit dessen Hilfe ein Substrat mit ausreichender Reproduzierbarkeit gehalten werden kann, als eine bewährte Technik verwendet.
7 zeigt ein Beispiel der Rückseitentopografie eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in der Figur gezeigt ist, weist die Substratrückseite eine eigene Topografie auf, die nicht nur durch die Deformation aufgrund des Schwerkraftdurchhangs, sondern auch durch Fehler beim Polieren der Oberfläche erzeugt wurde.
Als ein Approximationsberechnungsschritt werden Daten der Substratrückseitentopografie, die durch eine Ebenheitsmessvorrichtung gemessen wurden, der Musterschreibvorrichtung zugeführt. Die die Substratrückseite betreffende Topografiedaten, bei denen es sich um Rückseitentopografieinformationen handelt, die dem Substrat eigen sind, werden durch das vierte Polynom angepasst (approximiert).
Als ein Gradientberechnungsschritt wird ein lokaler Gradient anhand eines Differenzierungswertes der angenäherten vierten Polynomgleichung berechnet.
Daraufhin wird als ein Berechnungsschritt zum Berechnen der die Lage betreffenden Abweichung eine Musterpositionsabweichung (erste Positionsabweichung) zum Zeitpunkt des Schreibens eines Musters auf die Vorderseite des Substrats, dessen Rückseite zu einer ebenen Fläche korrigiert wurde, basierend auf der Substratrückseitentopografie berechnet.
8 zeigt ein Beispiel der Substratrückseitentopografie gemäß der ersten Ausführungsform, für die eine Anpassung durchgeführt wurde. Die in 7 dargestellte Substratrückseitentopografie wurde unter Verwendung der vierten Polynomgleichung angepasst. Ferner wurde ein partielles Differential für jedes X und Y, die orthogonal angeordnet sind, durchgeführt. Die lokalen Gradientenverteilungen in Bezug auf die Richtungen X und Y werden ermittelt, und die ermittelten Verteilungen sind in 8 gezeigt.
9 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens des Berechnens einer Positionsabweichung gemäß der ersten Ausführungsform. Dieses wird unter Bezugnahme auf 9 unter Auswahl eines lokalen Teils beschrieben. Die Dicke des Substrats, bei dem es sich um das Zielwerkstück 101 handelt, ist als T definiert, und die neutrale Ebene, die keine Elastizität aufweist, ist als die Mitte des Substrats definiert. Im Falle eines lokalen Gradienten θ, der durch eine Gradientenberechnungseinheit 454 berechnet wird, wenn die Rückseitentopografie zu einer ebenen Fläche wie im Falle der durch ein elektrostatisches Spannelement gehaltenen Rückseite korrigiert ist, wird eine Positionsabweichung oder ein „Musterversatz“ δ (x, y) auf der Substratvorderseite erzeugt. Wenn die Maske fest an dem elektrostatischen Spannelement gespannt ist und mit diesem in Kontakt steht, da eine Reibungskraft zwischen der Maske und dem elektrostatischen Spannelement erzeugt wird, besteht die Möglichkeit, dass die neutrale Ebene von der Mitte des Substrats abweicht und zu der elektrostatischen Spannflächenseite in Abhängigkeit von einem Kräftegleichgewicht versetzt wird. In diesem Fall kann die Musterpositionsabweichung δ an der Vorderseite der Maske berechnet werden, indem ein lokaler Gradient Δθ mit der Dicke T des Substrats und einem Proportionalitätskoeffizienten k multipliziert wird. Auf diese Weise kann die Verteilung der Positionsabweichung des Musters zum Zeitpunkt des Schreibens eines Musters auf die Vorderseite des Substrats, bei dem es sich um das Zielwerkstück 101 handelt, erzielt werden.
10 zeigt ein Beispiel einer erwarteten Verteilung einer Musterpositionsabweichung der Vorderseite des Substrats mit der Korrektur der Substratrückseitentopografie gemäß der ersten Ausführungsform. Wie es in der Figur gezeigt ist, kann die Verteilung der Musterpositionsabweichung der Substratfläche, die nur durch die Rückseitentopografie, die dem Substrat eigen ist, erzeugt wird, basierend auf der oben beschriebenen Berechnung erzielt werden.
Als ein Koeffizientberechnungsschritt wird ein Koeffizient (erster Koeffizient) einer Approximationsgleichung (erste Approximationsgleichung), die ein Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der Positionsabweichung anzeigt, basierend auf der erzielten Positionsabweichung berechnet. Die Approximationsgleichung des Positionsabweichungskorrekturmaßes gemäß der ersten Ausführungsform kann durch die nachfolgenden Gleichungen (1-1) und (1-2) erzielt werden: $x_{1} = a_{10} + a_{11} x + a_{12} y + a_{13} x^{2} + a_{14} xy + a_{15} y^{2} + a_{16} x^{3} + a_{17} x^{2} y + a_{18} {xy}^{2} + a_{19} y^{3}$
$y_{1} = b_{10} + b_{11} x + b_{12} y + b_{13} x^{2} + b_{14} xy + b_{15} y^{2} + b_{16} x^{3} + b_{17} x^{2} y + b_{18} {xy}^{2} + b_{19} y^{3}$
Basierend auf der Positionsabweichung der Positionsabweichungsverteilung, die in 10 erzielt wurde, kann ein Gitterkorrekturmaß (Positionsabweichungskorrekturmaß), das durch Anpassen einer dritten Polynomgleichung geschrieben wird, berechnet werden. Ein Koeffizient (a₁₀, a₁₁, ..., a₁₉) in Bezug auf die Richtung X, der in der Gleichung (1-1) verwendet wird, und ein Koeffizient (b₁₀, b₁₁, ..., b₁₉) in Bezug auf die Richtung Y, der in der Gleichung (1-2) verwendet wird, die zum Approximieren einer dritten Polynomgleichung der Richtung X und der Richtung Y erforderlich sind, werden durch Berechnung ermittelt. Unter der Annahme, dass solche Koeffizienten Parameter sind, ist es möglich, die Positionsabweichung basierend auf dem Deformationsmaß, das der Substratrückseitentopografie eigen ist, derart zu korrigieren, dass sie schwerkraftdurchhangsfrei ist, wobei die Korrektur in der Musterschreibvorrichtung durchgeführt wird. Das Ergebnis der Addition der erzielten Koeffizienten der Polynomgleichungen und des Koeffizienten der dritten Polynomgleichung, die in dem normalen Fall ohne Rückseitenkorrektur verwendet wird, wie es nachfolgend beschrieben ist, wird zum Schreiben des Substrats verwendet.
Bei einer Schreibvorrichtung wird, wenn ein Substrat durch ein Dreipunkthalteelement gehalten ist, also an drei Punkten, wie es zuvor beschrieben wurde, geklemmt wird, das Folgende erzielt: Eine Positionsabweichung während der Musterschreibdauer, die aufgrund der durch den Schwerkraftdurchhang des Zielwerkstückes 101, das ein Maskensubstrat ist, erzeugt wird, und eine den Koordinaten des Systems eigene Positionsabweichung, die durch eine Bewegung der XY-Plattform oder aufgrund eines Fehlers eines Spiegels zur Positionsmessung oder dergleichen erzeugt wird. Daher wird vorab ein Koeffizient (zweiter Koeffizient) der Approximationsgleichung (zweite Approximationsgleichung) als ein Fehlerwert bereitgestellt, der ein Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der den Koordinaten des Systems eigenen Positionsabweichung darstellt. Die Approximationsgleichung des Korrekturmaßes der dem System eigenen Positionsabweichung kann durch die nachfolgenden Gleichungen (2-1) und (2-2) dargestellt werden. $x_{1} = a_{S 0} + a_{S 1} x + a_{S 2} y + a_{S 3} x^{2} + a_{S 4} xy + a_{S 5} y^{2} + a_{S 6} x^{3} + a_{S7} x^{2} y + a_{S 8} {xy}^{2} + a_{S 9} y^{3}$
$y_{1} = b_{S 0} + b_{S 1} x + b_{S 2} y + b_{S 3} x^{2} + b_{S 4} xy + b_{S 5} y^{2} + b_{S 6} x^{3} + b_{S7} x^{2} y + b_{S 8} {xy}^{2} + b_{S 9} y^{3}$
Wie es zuvor beschrieben wurde, wird bei der Musterschreibvorrichtung, da das Maskensubstrat für EUV, bei dem es sich um das Zielwerkstück 101 handelt, horizontal durch die Klemmelemente an drei Punkten ohne Verwendung des elektrostatischen Spannelementes gehalten wird, eine Positionsabweichung zum Zeitpunkt des Musterschreibens aufgrund der durch den Schwerkraftdurchhang des Zielwerkstückes 101, bei dem es sich um das Schreibmaskensubstrat handelt, erzeugten Deformation erzeugt. Zusätzlich tritt eine dem System eigene Positionsabweichung auf, wie es zuvor beschrieben wurde. Um diese Positionsabweichungen zu korrigieren, wird entsprechend ein Gitterkorrekturmaß (Positionsabweichungskorrekturmaß), das durch Einsetzen der dritten Polynomgleichungen geschrieben wird, nämlich die Gleichung (2-1) und die Gleichung (2-2), vorab berechnet. Ein Koeffizient in Bezug auf die X-Richtung (a_s0, a_s1, ..., a_s9), der in der Gleichung (2-1) gezeigt ist, und ein Koeffizient in Bezug auf die Y-Richtung (b_s0, b_s1, ..., b_s9), der in der Gleichung (2-2) gezeigt ist, die für die Annäherung der dritten Polynomgleichung in Bezug auf die X-Richtung und die Y-Richtung erforderlich sind, werden vorab berechnet. Der Koeffizient (zweiter Koeffizient) der Approximationsgleichung (zweite Approximationsgleichung), der das Positionsabweichungskorrekturmaß anzeigt, wird als ein Fehlerwert gespeichert.
Somit zeigt die Approximationsgleichung, die durch die Gleichungen (2-1) und (2-2) dargestellt ist, das Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der Positionsabweichung (zweite Positionsabweichung) des Musters im Falle des Schreibens eines Musters auf die Oberfläche eines Substrats, ohne dass die Substratrückseite zu einer ebenen Fläche korrigiert wird.
In einem weiteren Schritt wird der erste Koeffizient unter Verwendung des Koeffizienten (zweiter Koeffizient) der Approximationsgleichung (zweite Approximationsgleichung), die durch die Gleichungen (2-1) und (2-2) dargestellt ist, zu dem zweiten Koeffizienten addiert. Die Approximationsgleichung des Positionsabweichungskorrekturmaßes nach der Addition kann durch die nachfolgenden Gleichungen (3-1) und (3-2) ausgedrückt werden. $\begin{array}{l} X_{1} = & (a_{s 0} + a_{10}) + (a_{s1} + a_{11}) x + (a_{s2} + a_{12}) y + (a_{s3} + a_{13}) x^{2} + (a_{s4} + a_{14}) xy + \\ (a_{s5} + a_{15}) y^{2} + (a_{s6} + a_{16}) x^{3} + (a_{s7} + a_{17}) x^{2} y+ (a_{s8} + a_{18}) {xy}^{2} + (a_{s9} + a_{19}) y^{3} \end{array}$
$\begin{array}{l} Y_{1} = & (b_{s 0} + b_{10}) + (b_{s1} + b_{11}) x + (b_{s2} + b_{12}) y + (b_{s3} + b_{13}) x^{2} + (b_{s4} + b_{14}) xy + \\ (b_{s5} + b_{15}) y^{2} + (b_{s6} + b_{16}) x^{3} + (b_{s7} + b_{17}) x^{2} y+ (b_{s8} + b_{18}) {xy}^{2} + (b_{s9} + b_{19}) y^{3} \end{array}$
Basierend auf der durch die Gleichungen (3-1) und (3-2) dargestellten Annäherung ist es möglich, ein Positionsabweichungskorrekturmaß zu erzielen, das durch Addieren jedes Koeffizienten der dritten Polynomgleichung und durch Addieren des Korrekturmaßes der dem System eigenen Positionsabweichung zu dem Korrekturmaß der der Substratrückseitentopografie eigenen Positionsabweichung berechnet wird, welches durchhangsfrei ist.
Unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, in dem die dritte Polynomgleichung als eine Approximationsgleichung verwendet wird, die das Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der den Koordinaten des Systems der Elektronenstrahl-Musterschreibvorrichtung eigenen Positionsabweichung darstellt. Es ist jedoch auch möglich, eine Polynomgleichung vierter Ordnung oder mehr zu verwenden. In diesem Fall ist es in Bezug auf die Polynomgleichung, die das Einsetzen der die Rückseite einer EUV-Maske zeigenden Topografie durchführt, wünschenswert, eine Ordnung von +1 zu haben, um der Ordnung der Approximationsgleichung zu entsprechen, die das Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der den Koordinaten des Systems der Musterschreibvorrichtung eigenen Positionsabweichung darstellt. Das bedeutet, dass es, wenn die Approximationsgleichung, die das Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der den Koordinaten des Systems der Musterschreibvorrichtung eigenen Positionsabweichung repräsentiert, die vierte Polynomgleichung ist, wünschenswert ist, die Annäherung unter Verwendung der fünften Polynomgleichung durchzuführen.
11 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur der Musterschreibvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Wie es in der Figur dargestellt ist, umfasst eine Schreibvorrichtung 100 für ein variabel geformtes EB-Muster, die ein Beispiel einer geladenen Partikelstrahl-Musterschreibvorrichtung ist, eine Schreiboptikeinheit 150, die sich aus einem Elektronenobjektivtubus 102, einer Schreibkammer 103, einer XY-Plattform 105, einer Elektronenkanonenanordnung 201, der Beleuchtungslinse 202, einer ersten oder „oberen“ Lochblende 203, einer Projektionslinse 204, einer Ablenkplatte 205, einer zweiten oder „unteren“ Lochblende 206, einer Objektivlinse 207 und einer Ablenkplatte 208 zusammensetzt. Ferner umfasst die Schreibvorrichtung 100 variabel geformter EB-Muster einen Steuerteil, eine Schreibdatenverarbeitungsschaltung 322, eine Ablenkungssteuerschaltung 320, eine Recheneinheit 450, einen Speicher 462, einen Speicher 324 und ein Festplatten-(HD)-Laufwerk 326, das als ein Beispiel eines magnetischen Plattenlaufwerks dient. Die Ablenkungssteuerschaltung 320, die Recheneinheit 450, der Speicher 324 und das HD-Laufwerk 326 sind mit der Schreibdatenverarbeitungsschaltung 322 verbunden. Ferner ist der Speicher 462 mit der Recheneinheit 450 verbunden. In dem HD-Laufwerk 326 sind die Koeffizienten der Approximation der Gleichungen (2-1) und (2-2) als zuvor beschriebene Fehlerwerte 328 gespeichert. Die Approximation der Gleichungen (2-1) und (2-2) repräsentiert ein Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren einer Positionsabweichung beim Schreiben des Musters, die aufgrund der durch den Schwerkraftdurchhang des Zielwerkstücks 101, das ein Maskensubstrat ist, verursachten Deformation erzeugt wird, und eine den Koordinaten des Systems eigene Positionsabweichung, die durch die Bewegung der XY-Plattform 105 oder durch einen Fehler eines Spiegels zur Positionsmessung (nicht dargestellt) oder dergleichen erzeugt wird.
In dem Elektronenobjektivtubus 102 sind die Elektronenkanonenanordnung 201, die Beleuchtungslinse 202, die erste Lochblende 203, die Projektionslinse 204, die Ablenkplatte 205, die zweite Lochblende 206, die Objektivlinse 207 und die Ablenkplatte 208 angeordnet. In der Schreibkammer 103 ist die XY-Plattform 105 angeordnet. Auf der XY-Plattform 105 ist das Zielwerkstück 101 mit Hilfe von Klemmelementen 210 an drei Punkten gehalten. Ferner ist eine Ausrichtungskammer 104 mit der Schreibkammer 103 verbunden, und es werden eine Ausrichtung (Positionsausrichtung) und eine homoiotherme Verarbeitung für das Zielwerkstück 101 durchgeführt, bevor dieses in die Schreibkammer 103 eingesetzt wird.
Die Recheneinheit 450 weist Funktionen einer Approximationsberechnungseinheit 452, einer Gradientenberechnungseinheit 454, einer Positionsabweichungsberechnungseinheit 456, einer Koeffizientenberechnungseinheit 458 und einer Additionseinheit 460 auf. Topografiedaten in Bezug auf die Rückseite einer Maske werden der Recheneinheit 450 von einer Ebenheitsmessvorrichtung 500, bei der es sich um eine externe Vorrichtung handelt, zugeführt. Ferner werden Informationen, einschließlich Daten, die anzeigen, ob es sich um eine EUV-Maske oder um eine von einer EUV-Maske verschiedene, allgemeine optische Maske handelt, der Schreibdatenverarbeitungsschaltung 322 zugeführt.
Strukturelemente, die zum Beschreiben der ersten Ausführungsform erforderlich sind, sind in 11 dargestellt, wobei diese auch auf andere Strukturelemente anwendbar ist, die normalerweise für die Schreibvorrichtung 100 variabel geformter EB-Muster erforderlich sind. Ferner wird die Ausführung jeder Funktion, wie beispielsweise die der Approximationsberechnungseinheit 452, der Gradientenberechnungseinheit 454, der Positionsabweichungsberechnungseinheit 456, der Koeffizientenberechnungseinheit 458 und der Additionseinheit 460, in der als ein Beispiel für einen Computer dienenden Recheneinheit 450 in 11 durchgeführt. Jedoch sollte dies nicht einschränkend sein. Die Funktionen können auch mit Hilfe von Hardware einer elektrischen Schaltung durchgeführt werden. Alternativ können sie durch eine Kombination von Hardware und Software ausgeführt werden, oder durch eine Kombination von Hardware und Firmware.
Ein Elektronenstrahl 200, der als ein Beispiel eines geladenen Partikelstrahls dient, und die Elektronenkanonenanordnung 201 verlässt, wird durch die Beleuchtungslinse 202 beispielsweise auf die Gesamtheit einer rechteckigen Öffnung gestrahlt oder „geschossen“, die in der ersten Lochblende 203 ausgebildet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Elektronenstrahl 200 beispielsweise in eine rechteckige Form geformt. Daraufhin wird der Elektronenstrahl 200 eines ersten Lochbildes, nachdem er durch die erste Lochblende 203 geleitet wurde, durch die Projektionslinse 204 geleitet, um zur zweiten Lochblende 206 zu gelangen. Die Position des ersten Lochbildes auf der zweiten Lochblende 206 wird durch die Ablenkplatte 205 gesteuert, wobei die Form und Größe des Strahls verändert werden kann. Nachdem er durch die zweite Lochblende 206 geleitet wurde, wird der Elektronenstrahl 200 eines zweiten Lochbildes durch die Objektivlinse 207 in Bezug auf seinen Fokus eingestellt, und durch die Ablenkplatte 208 abgelenkt, so dass er eine gewünschte Position auf dem Zielobjekt 201 erreicht, das bewegbar auf der XY-Plattform 105 angeordnet ist. Die Ablenkspannung der Ablenkplatte 208 wird durch die Ablenksteuerschaltung 320 gesteuert.
12 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Zustands des Haltens eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur gezeigt ist, ist das Zielwerkstück 101, bei dem es sich um ein Substrat handelt, mit Hilfe von Klemmelementen 210 an drei Punkten an der XY-Plattform 105 gehalten und geklemmt.
13 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Zustands des Haltens eines Substrats gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Das Klemmelement 210 umfasst einen oberen Referenzblock 212 und einen Klemmstift 214, und es weist eine solche Struktur auf, dass es das Zielwerkstück 101 von der Vorderseite mit Hilfe des oberen Referenzblockes 212 fasst, und von der Rückseite mit Hilfe des Klemmstiftes 214 greift, wodurch die gleiche Achse sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite ergriffen wird. Dank des Klemmens des Zielwerkstücks 101 an drei Punkten können die Kontaktpunkte mit dem Substrat minimiert werden. Auf diese Weise kann eine teilweise Kontamination, wie beispielsweise durch Partikel im Falle eines elektrostatischen Spannelementes verhindert werden. Entsprechend ist es möglich, die Reinheit des Klemmpunktes aufrecht zu erhalten. Da das Halten an drei Punkten der Substratrückseite durchgeführt wird, und nicht, wie es beispielsweise bei einem elektrostatischen Spannelement der Fall ist, an einer Fläche stattfindet, kann es nur schwer durch den Einfluss des Fehlers an de Substratrückseite beeinträchtigt werden. Somit können Fehler reduziert und eine sehr gute Reproduzierbarkeit erzielt werden.
In dem Fall jedoch, in dem das Zielwerkstück 101 eine EUV-Maske ist, ist, wenn ein Muster auf das Zielwerkstück 101 in dem zuvor beschriebenen Zustand geschrieben wird, dies nicht der Zustand, in dem die Substratrückseite zu einer ebenen Rückseite korrigiert wurde, wie es der Fall ist, wenn es durch ein elektrostatisches Spannelement gehalten ist, das in dem SEMI-Standard spezifiziert ist. Aus diesem Grund, wenn das Zielwerkstück 101 als eine Maske in einer Belichtungsvorrichtung unter Verwendung der elektrostatischen Spannoperation verwendet wird, wird die Position des Musters, das auf dem Wafer dargelegt ist, abweichen. Wenn beispielsweise die Größe des Substrats, das als das Zielwerkstück 101 verwendet wird, 152,4 mm² beträgt, wird die Fläche von wenigstens 142 mm² seines zentralen Teils durch das elektrostatische Spannelement eingespannt. Das bedeutet, dass die Fläche von wenigstens 142 mm² an dem zentralen Teil auf der Substratrückseite derart korrigiert wird, dass sie eben ist. Wenn ein Muster auf das Zielwerkstück 101 in diesem Zustand geschrieben wird, ist es dank der Berechnung eines Positionsabweichungskorrekturmaßes und dank der Verwendung eines Koeffizienten, der zu dem Fehlerwert, wie zuvor beschrieben, als ein Parameter addiert wird, möglich, die Position zum Empfangen des Elektronenstrahls 200 derart zu korrigieren, dass das Muster an einer vorbestimmten Position in dem demjenigen Zustand geschrieben werden kann, in dem die Substratrückseite zu einer ebenen Rückseite korrigiert wurde, wie in dem Fall, in dem es mit Hilfe des elektrostatischen Spannelementes, das in dem SEMI-Standard spezifiziert ist, gehalten wird.
Nachfolgend wird die Verarbeitung jeder Funktion der Approximationsberechnungseinheit 452, der Gradientenberechnungseinheit 454, der Positionsabweichungsberechnungseinheit 456, der Koeffizientenberechnungseinheit 458 und der Additionseinheit 460 beschrieben.
Zunächst werden als der zuvor beschriebene Approximationsberechnungsschritt Topografiedaten der Höhenverteilung der Substratrückseite, die durch eine Ebenheitsmessvorrichtung erfasst wurden, der Rechnereinheit 450 zugeführt. Die eingegebenen Topografiedaten können in dem Speicher 462 gespeichert werden. Die Approximationsberechnungseinheit 452 liest die Topografiedaten der Substratrückseite, bei dem es sich um substrateigene Rückseitenforminformation handelt, aus dem Speicher 462 aus, und führt eine Anpassung (Approximation) der Topografie, beispielsweise mit Hilfe einer vierten Polynomgleichung, aus.
Daraufhin berechnet die Gradientenberechnungseinheit 454 als den zuvor genannten Gradientenberechnungsschritt einen lokalen Gradienten aus einem Differenzierungswert der approximierten vierten Polynomgleichung.
Anschließend berechnet die Positionsabweichungsberechnungseinheit 456 als den zuvor beschriebenen Positionsabweichungsberechnungsschritt eine Positionsabweichung (erste Positionsabweichung) eines Musters, wenn das Muster auf die Vorderseite des Substrats geschrieben wird, dessen Rückseite zu einer ebenen Fläche korrigiert wurde, basierend auf der Substratrückseitentopografie.
Daraufhin berechnet die Koeffizientenberechnungseinheit 458 als den zuvor genannten Koeffizientenberechnungsschritt einen Koeffizienten (erster Koeffizient) eines Annäherungsausdruckes (erster Annäherungsausdruck), der ein Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der Positionsabweichung anzeigt, basierend auf der erzielten Positionsabweichung.
Dann addiert die Additionseinheit 460 als den zuvor genannten Additionsschritt den ersten Koeffizienten der Approximationsgleichung, die durch die Gleichungen (1-1) und (1-2) gezeigt ist, zu dem Koeffizienten (zweiter Koeffizient) der Approximationsgleichung, die durch die Gleichungen (2-1) und (2-2) repräsentiert wird. Wie es zuvor beschrieben wurde, repräsentiert die Approximationsgleichung (zweite Approximationsgleichung), die durch die Gleichungen (2-1) und (2-2) gezeigt ist, ein Positionsabweichungskorrekturmaß zum Korrigieren der Positionsabweichung (zweite Positionsabweichung) eines Musters, das auf die Vorderseite eines Substrats geschrieben ist, ohne dass die Substratrückseite zu einer ebenen Rückseite korrigiert wurde. Der Koeffizientenparameter, der als der zweite Koeffizient verwendet wird, ist in dem HD-Laufwerk 326 als ein Fehlerwert 328 der Musterschreibvorrichtung gespeichert. Daher liest die Additionseinheit 460 den Fehlerwert 328 von dem HD-Laufwerk 326 durch die Schreibdatenverarbeitungsschaltung 322 aus und addiert den Koeffizienten (erster Koeffizient), der durch die Koeffizientenberechnungseinheit 458 erzielt wurde.
Anschließend schreibt die Schreibeinheit 150 als ein Schreibschritt ein Muster auf die Vorderseite des Substrats, bei dem es sich um das Zielwerkstück 101 handelt, unter Verwendung des Elektronenstrahls 200 basierend auf einem Positionsabweichungskorrekturmaß, das durch die geeignete Gleichung (dritte Approximationsgleichung) der Gleichungen (3-1) und (3-2) erzielt wird, welche das Positionsabweichungskorrekturmaß unter Verwendung eines zusätzlichen Wertes (dritter Koeffizient), der al ein Ergebnis der Addition erzielt wurde, repräsentieren. Das bedeutet, dass in der Schreibdatenverarbeitungsschaltung 322 Informationen über das Positionsabweichungskorrekturmaß an die Ablenkungssteuerschaltung 320 ausgegeben werden, die durch die Approximationsgleichung erzielt wurden, die das Positionsabweichungskorrekturmaß unter Verwendung des als ein Ergebnis der Addition erhaltenen Koeffizienten anzeigt. Daraufhin wird eine Ablenkungsspannung, die durch die Ablenkungssteuerschaltung 320 gesteuert wird, an der Ablenkplatte 208 angelegt, und der Elektronenstrahl 200 wird derart abgelenkt, dass er auf eine vorbestimmte Position gestrahlt wird.
14 zeigt ein Beispiel der Verteilung des Positionsabweichungskorrekturmaßes zum Korrigieren der Deformation durch Halten an einer ebenen Spanneinrichtung mit Daten der Substratrückseitentopografie, die ohne den Einfluss des Schwerkraftdurchhangs erzielt wurden, gemäß der ersten Ausführungsform.
15 zeigt ein Beispiel einer Musterpositionsverteilung einer EUV-Maske, die mit einer Positionsabweichungskorrektur zum Korrigieren einer Deformation durch Halten an einer flachen Spanneinrichtung mit Daten der Substratrückseitentopografie geschrieben wurde, die ohne den Einfluss des Schwerkraftdurchhangs erzielt wurden, gemäß der ersten Ausführungsform.
16 zeigt die Verteilung der Positionsabweichung zwischen den 14 und 15. In 16 ist zu erkennen, dass eine Deformation, wie beispielsweise ein Variieren der Verteilung, nicht dargestellt ist, und dass die Form fast ein Rechteck bildet, so dass das vorhergesagte Positionsabweichungskorrekturmaß, das in 14 gezeigt ist, angemessen und die Positionsabweichungskorrektur gemäß der ersten Ausführungsform effektiv ist.
Wie es zuvor beschrieben wurde, kann das Schreiben, selbst wenn es ohne die Verwendung eines elektrostatischen Spannelementes durchgeführt wird, derart korrigiert werden, dass es dieselbe Position wie diejenige unter Verwendung des elektrostatischen Spannelementes aufweist, indem der Koeffizient (erster Koeffizient), der durch die Koeffizientenberechnungseinheit 458 erzielt wird, zu dem Fehlerwert 328 addiert wird. Mit anderen Worten, kann das Schreiben auf die gleiche Position wie unter Verwendung des elektrostatischen Spannelementes korrigiert werden, selbst wenn auf das Substrat für eine EUV-Maske geschrieben wird, die als das horizontal durch die drei Klemmelemente 210 gehaltene Zielwerkstück 101 dient, und unter Verwendung der Schreibvorrichtung 100 variabel geformter EB-Muster geschrieben wird.
Wie es zuvor beschrieben wurde, ist es bei einer Musterschreibvorrichtung möglich, eine Musterposition derart zu korrigieren, dass sie derjenigen unter Verwendung des elektrostatischen Spannelementes entspricht, selbst wenn das elektrostatische Spannelement nicht verwendet wird. Dann können die Positionsgenauigkeit der Musterschreibvorrichtung und die Positionsgenauigkeit des Musters auf dem Wafer, der durch das elektrostatische Spannelement in einer Belichtungsvorrichtung gehalten ist, durch eine Positionsmessvorrichtung gemäß der ersten Ausrichtungsform bewertet werden.
Bei der Positionsmessvorrichtung wird beim Messen einer Position eines Musters, das an einer auf einen Wafer gedruckten EUV-Maske geschriebenen ist, ein Vakuumspannelement zum Messen verwendet. Wenn eine Positionsgenauigkeit eines Musters gemessen wird, um die Bedingungen der Musterschreibvorrichtung zu handhaben, die eine EUV-Maske schreibt, wird das herkömmliche Dreipunkthalteelement zum Messen verwendet.
Nachfolgend wird die Operation der Positionsmessvorrichtung 600 beschrieben, wenn das Muster auf die auf einen Wafer gedruckte EUV-Maske geschrieben wird. Zunächst nimmt der die Hand 642 verwendende Transferroboter 640 den zweiten Satz, der, wie zuvor beschrieben, das Vakuumspannelement verwendet, aus dem Halteelement 650, lädt diesen auf die Plattform 620 und befestigt ihn auf der Plattform 620. Wenn das Vakuumspannelement 240 an der Plattform 620 befestigt ist, wird das Vakuumspannelement 240 dann mit Hilfe der Vakuumpumpe 680 durch die Plattform 620 evakuiert. Auf diese Weise wird das am Vakuumspannelement 240 befestigte Zielwerkstück durch das Vakuumspannelement 240 gespannt und am Vakuumspannelement 240 befestigt, so dass es durch das Spannelement gehalten wird.
Unter Aufrechterhaltung dieses Zustands wird die Plattform 620 in den XY-Richtungen durch die Plattformsteuerschaltung 674 bewegt, und das Muster, das auf die EUV-Maske geschrieben ist, wird durch die Musterpositionserfassungseinheit 610 erfasst, um aufgenommen zu werden. Dann wird das dargestellte Bild zur Recheneinheit 660 gesendet, wobei die Positionsinformationen durch das Positionssteuersystem 622 gesteuert werden. Die Position des auf die EUV-Maske geschriebenen Musters wird basierend auf dem dargestellten Bild und den Positionsinformationen ausgemessen. Durch Ausmessen der Position des auf die EUV-Maske geschriebenen Musters kann eine Positionsabweichung von einer gewünschten Position unter den gleichen Bedingungen wie bei der Spannoperation durch das elektrostatische Spannelement erfasst werden.
Nachfolgend werden Operationen der Positionsmessvorrichtung 600 beschrieben, wenn eine Position eines Musters gemessen wird, um Bedingungen der Musterschreibvorrichtung zu handhaben, welche die EUV-Maske beschreibt. Unter Verwendung der Hand 642 entnimmt der Transferroboter 640 den ersten Satz unter Verwendung eines Dreipunkthalteelementes aus dem Halteelement 650, lädt diesen auf die Plattform 620 und befestigt ihn an der Plattform 620. Da das Zielwerkstück 101 an dem Dreipunkthalteelement 220 befestigt ist, wird die Plattform 620 unter Beibehaltung dieses Zustands in den XY-Richtungen durch die Plattformsteuerschaltung 674 bewegt, und das auf die EUV-Maske geschriebene Muster wird durch die Musterpositionserfassungseinheit 610 erfasst, um aufgenommen zu werden. Dann wird das dargestellte Bild zur Rechnereinheit 660 gesendet, wobei Positionsinformationen durch das Positionssteuersystem 622 gesteuert werden. Die Position des auf die EUV-Maske geschriebenen Musters wird basierend auf dem dargestellten Bild und den Positionsinformationen gemessen.
Wenn dieses Muster auf der EUV-Maske zum Handhaben von Bedingungen der Musterschreibvorrichtung ohne Korrektur der Rückseitentopografie geschrieben ist, ist es möglich, durch Messen der Position des Musters die Positionsabweichung von einer gewünschten Position zu messen , wenn sie an drei Orten durch das Klemmelement 210 der Schreibvorrichtung 100 des variabel geformten EB-Musters geklemmt ist. Das bedeutet, dass die Positionsgenauigkeit des Musters der Schreibvorrichtung bewertet werden kann.
Wie zuvor beschrieben kann durch das Anordnen des Dreipunkthalteelementes 220 und des Vakuumspannelementes 240 in dem Halteelement 650 ein Element zum Halten des an der Plattform 620 zu verwendenden Substrats ausgewählt werden. Wenn das Vakuumspannelement 240 ausgewählt wird, ist es möglich, eine Vakuumspannoperation an dem Substrat durchzuführen, indem die Substratrückseite durch die Vakuumpumpe 680 durch das Vakuumspannelement 240 angesaugt wird. Dann kann die Position des Musters auf dem Substrat, das entweder durch das Dreipunkthalteelement 220 oder das Vakuumspannelement 240 gehalten ist, durch die Musterpositionserfassungseinheit 610 erfasst werden.
Wie zuvor beschrieben ist es beim Bewerten der Genauigkeit einer Position, die beim Drucken des auf die EUV-Maske geschriebenen Musters auf einen Wafer vorausgesetzt wird, möglich, unter Verwendung des Vakuumspannelementes zu bewerten, ob die Rückseitentopografiekorrektur, die in der Musterschreibvorrichtung durchgeführt wird, ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Unter Verwendung des herkömmlichen Dreipunkthalteelementes, mit dem das Substrat mit sehr guter Reproduzierbarkeit und einer geringen Wahrscheinlichkeit eines Anhaftens einer partikulären Kontamination gehalten werden kann, ist es ferner möglich, unter den gleichen Bedingungen wie bei der Musterschreibvorrichtung zu messen, ob es geschrieben wurde, als die Rückseitentopografiekorrektur in der Musterschreibvorrichtung durchgeführt wurde oder nicht. Somit kann eine Genauigkeitsbewertung der Mustermusterschreibvorrichtung zum Schreiben einer EUV-Maske durchgeführt werden.
Ferner wird als ein Positionsabweichungsmessverfahren bevorzugt, wahlweise das Vakuumspannelement oder das Dreipunkthalteelement in Abhängigkeit davon zu verwenden, ob bei einem Muster eine Rückseitentopografiekorrektur durchgeführt wurde oder bei einem Muster, bei dem dies nicht durchgeführt wurde. Mit anderen Worten wird als erster Positionsabweichungsmessschritt, wenn ein Muster auf die Substratvorderseite geschrieben wird, dessen Rückseite zu einer ebenen Rückseite wie im Falle des Haltens unter Verwendung des in dem SEMI-Standard spezifizierten elektrostatischen Spannelementes korrigiert wurde, basierend auf der Substratrückseitentopografie ohne den Einfluss des Schwerkraftdurchhangs, die erste Musterpositionsabweichung beim Ausführen des Vakuumspannens an der Substratrückseite gemessen, indem das erste Muster verwendet wird, nach einer vorhergesagten Positionsabweichung des Musters.
Als ein zweiter Positionsabweichungsmessschritt wird, während die Substratrückseite durch das Dreipunkthalteelement gehalten wird, die zweite Musterpositionsabweichung unter Verwendung des zweiten Musters gemessen, das geschrieben wurde, nachdem eine vorhergesagte Positionsabweichung des auf die Substratvorderseite geschriebenen Musters korrigiert wurde, ohne die Substratrückseite zu einer ebenen Rückseite zu korrigieren.
Durch das zuvor beschriebene Messen ist es möglich, in dem durch das Vakuumspannelement gehaltenen Zustand zu überprüfen, ob ein Muster an der gleichen Position wie im Falle der Substratrückseite, die zu einer ebenen Rückseite korrigiert wurde, wie in demjenigen Fall, in dem diese durch das in dem SEMI-Standard spezifizierte elektrostatische Spannelement gehalten ist, beschrieben ist. Entsprechend kann die Validität des Korrekturmaßes in dem Zustand, in dem es gehalten und sauber gehalten ist, ähnlich wie im Falle des Haltens durch das elektrostatische Spannelement sichergestellt werden. Währenddessen kann überprüft werden, ob das Muster an einer gewünschten Position geschrieben wurde, wenn die Substratrückseite, die nicht zu einer ebenen Rückseite korrigiert wurde, gehalten wird, wie im Falle des Haltens der Substratrückseite an drei Punkten ohne Verwendung des in dem SEMI-Standard spezifizierten elektrostatischen Spannelementes. Somit kann die Validität des Koeffizienten des zuvor genannten Fehlerwertes bestätigt werden, der als das Positionsabweichungskorrekturmaß verwendet wird, welcher der Musterschreibvorrichtung eigen ist. Entsprechend ist es möglich, die Positionsgenauigkeit beider Muster zu bestätigen: ein Muster, das unter der Voraussetzung korrigiert wurde, dass das Halten durch das elektrostatische Spannelement erfolgt, und ein nicht korrigiertes Muster.
In Bezug auf das Material des Vakuumspannelementes 240 ist es wünschenswert, ein Material zu verwenden, das härter als das Material ist, das für das in dem SEMI-Standard spezifizierte, elektrostatische Spannelement verwendet wird, beispielsweise SiC (Siliziumcarbid). Gemäß dem SEMI-Standard (SEMI P40-1103) ist es spezifiziert, ein Material mit geringer thermischer Ausdehnung als Material für das elektrostatische Spannelement zu verwenden. Beispielsweise ist es bekannt, Zerodur zu verwenden, welches eine Glaskeramik mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten ist. Wenn ein Material verwendet wird, das härter als das zuvor genannte ist, kann ein Deformationsmaß solcher Materialien zum Zeitpunkt des Durchführens der Spannoperation am Zielwerkstück 101 geringer als dasjenige im Falle des Durchführens des elektrostatischen Spannens sein. Da das Deformationsmaß reduziert werden kann, ist es möglich, die Substratrückseite im eingespannten Zustand nahezu an eine Form einer idealen Ebene anzunähern. Somit kann die Reproduzierbarkeit gegenüber dem Durchführen eines elektrostatischen Spannens verbessert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es wie zuvor beschrieben möglich, eine Positionsabweichung eines Musters zu überprüfen, das unter der Voraussetzung korrigiert wurde, dass es durch ein elektrostatisches Spannelement gehalten ist, sowie eine Positionsabweichung eines Musters, das durch eine Musterschreibvorrichtung geschrieben wurde, die kein elektrostatisches Spannelement verwendet, durch das Dreipunkthalteelement zu überprüfen. Da eine Musterpositionsabweichung selbst dann überprüft werden kann, wenn das elektrostatische Spannelement nicht verwendet wird, kann ferner das Maß der Sauberkeit in der Positionsmessvorrichtung verbessert werden. Daher ist es möglich, die Reproduzierbarkeit der Positionsmessung derart zu verbessern, dass sie höher als im Falle der Verwendung des elektrostatischen Spannelementes ist.
Ausführungsform 2
17 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Positionsmessvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur dargestellt ist, umfasst die Positionsmessvorrichtung 600 die homoiotherme Kammer 602, die Musterpositionserfassungseinheit 610, die Plattform 620, das Positionssteuersystem 622, den Hauptkörper der Tischbasis 630, den Transferroboter 640, das Halteelement 650 mit Aufnahmeräumen, die Robotersteuerschaltung 646, die Recheneinheit 660, den Speicher 662, die Vakuumpumpe 680, die Plattformsteuerschaltung 674 und eine Drucksteuervorrichtung 681. Mit Ausnahme der Tatsache, dass die Drucksteuervorrichtung 681 in der Primärkonfiguration, nämlich in dem Entlüftungseinlass, der Vakuumpumpe 680 in 17 angeordnet ist, besteht ansonsten Übereinstimmung mit 1. Die Drucksteuervorrichtung 681 umfasst einen Drucksensor 683 und einen Durchflusssensor 685.
Die Drucksteuervorrichtung 681, bei der es sich um ein Beispiel des Steuersystems handelt, steuert die Ansaugkraft der Vakuumpumpe 680. Beispielsweise kann die Drucksteuervorrichtung 681 den Vakuumdruck der Vakuumpumpe 680 durch den Öffnungs- und Schließwinkel eines Ventils einstellen. Der Drucksensor 683 misst einen Druck an der Primärseite, nämlich an der Vakuumspannseite, der Drucksteuervorrichtung 681. Der Durchflusssensor 685 misst ein Volumen eines Luftstroms, der durch die Vakuumpumpe 680 ausgelassen wird. Durch das Steuern der Ansaugkraft der Vakuumpumpe 680 und das Einstellen der Spannkraft der Rückseite eines Substrats, das als ein Zielwerkstück 101 verwendet wird, kann eine Deformation der Substratrückseite gesteuert werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Substratrückseite enger an eine ideale Ebene anzunähern.
Ausführungsform 3
18 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur einer Positionsmessvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur gezeigt ist, umfasst die Positionsmessvorrichtung 600 die homoiotherme Kammer 602, die Musterpositionserfassungseinheit 610, die Plattform 620, das Positionssteuersystem 622, den Hauptkörper der Tischbasis 630, den Transferroboter 640, das Halteelement 650 mit Aufnahmeräumen, die Robotersteuerschaltung 646, die Recheneinheit 660, den Speicher 662, die Vakuumpumpe 680 und die Plattformsteuerschaltung 674. Mit Ausnahme der Tatsache, dass eine Identifikationsmarkierung 241 an jedem Vakuumspannelement 240 vorgesehen ist, stimmen alle übrigen Aspekte mit denjenigen der 1 überein.
Beim Lagern mehrerer Halteelemente, insbesondere mehrerer Vakuumspannelemente 240 in dem Halteelement 650, das als Aufnahmeraum dient, kann die Identifikationsmarkierung 243 jedes Vakuumspannelements 240 identifizieren.
Betrachtet man eine Spannfläche des elektrostatischen Spannelementes, das in der Belichtungsvorrichtung verwendet wird, ist diese nicht notwendigerweise als eine ideal ebene Oberfläche ausgebildet. Wenn das Zielwerkstück 101 durch ein Spannen an einer solchen nicht ebenen Spannfläche des elektrostatischen Spannelementes gehalten ist, wird die Vorderseite des Substrats, das als das Zielwerkstück 101 verwendet wird, entsprechend der Topografie der Spannfläche des elektrostatischen Spannelementes verformt. Wenn demnach elektrostatische Spannelemente in dem Halteelement 650 verwendet werden, ist jedes Vakuumspannelement 240 entsprechend der Topografie der Spannfläche jedes elektrostatischen Spannelementes gefertigt. Da die Identifikationsmarkierung 241 jedes Vakuumspannelementes 240 identifizieren kann, ist es möglich, eine Musterpositionsmessung mit dem Vakuumspannen gemäß dem zu verwendenden, elektrostatischen Spannelement durchzuführen.
Ausführungsform 4
Das Vakuumspannelement 240 weist bei jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eine ebene Spannfläche auf. Selbst wenn versucht wird, das Substrat, bei des es sich um das Zielwerkstück 101 handelt, zu entfernen, ist es daher schwer, dieses abzunehmen. Dann wird gemäß der vierten Ausführungsform die Struktur erläutert, bei der das Substrat einfach zu entfernen ist.
19 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur der Positionsmessvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur gezeigt ist, schließen die Positionsmessvorrichtungen 600 ferner einen Kompressor 682, der als ein Beispiel eines Gaszuführteils dient, Ventile 684, 686, eine Ventilsteuerschaltung 688, eine Lufteinlassleitung 694 und einen Filter 676 zusätzlich zu den in 1 dargestellten Strukturelementen ein. Ferner ist ein Vakuumspannelement 252 in dem Halteelement 650 gelagert. Mit Ausnahme der Tatsache, dass der Kompressor 682, die Ventile 684, 686, die Ventilsteuerschaltung 688, die Lufteinlassleitung 694, der Filter 676 und das Vakuumspannelement 252 anstelle des Vakuumspannelements 240 in 19 vorgesehen sind, stimmen die sonstigen Aspekte mit denjenigen überein, die in 1 gezeigt sind.
In 19 ist das Ventil 684 in der Mitte einer Luftauslassleitung 692 angeordnet, die mit der Vakuumpumpe 680 von der Plattform 620 verbunden ist. Andererseits ist das Ventil 686 in der Mitte der Luftzuführleitung 694 angeordnet, die mit der Plattform 620 von dem Kompressor 682 verbunden ist. Das Ventil 684 öffnet und schließt die Luftauslassleitung 692. Das Ventil 686 öffnet und schließt die Lufteinlassleitung 694. Die Ventile 684 und 686 werden durch die Ventilsteuerschaltung 688 gesteuert. Der Filter 676 ist in der Mitte der Luftzuführleitung 694 angeordnet, die mit der Plattform 620 von dem Kompressor 682 verbunden ist. Obwohl der Filter 676 an der Sekundärseite des Ventils 686 angeordnet ist, ist es möglich, diesen an der Primärseite anzuordnen. Ferner sind die Steuerteile der Ventilsteuerschaltung 688 und des Kompressors 682 mit der Recheneinheit 660 verbunden, um von dieser gesteuert zu werden. Wenn das Vakuumspannelement 282 an der Plattform 620 angeordnet ist, ist ein nicht dargestellter innerer Hohlraum derart ausgebildet, dass er von der Luftauslassleitung 692 zu einer Luftauslassleitung des Vakuumspannelementes 252 verbunden ist. Ähnlich, wenn das Vakuumspannelement 252 an der Plattform 620 angeordnet ist, ist ein nicht dargestellter innerer Hohlraum derart ausgebildet, dass er von der Lufteinlassleitung 684 zu einer Lufteinlassleitung des Vakuumspannelementes 252 verbunden ist.
20 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Abschnittes des Vakuumspannelementes gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur gezeigt ist, ist die Kontaktfläche 244 des Vakuumspannelementes 252 derart ausgebildet, dass sie die gleiche Form und Fläche wie die Spannfläche 232 des in 4 dargestellten elektrostatischen Spannelementes in einem vorbestimmten Abstand aufweist, der in dem SEMI-Standard spezifiziert ist. In Bezug auf die Operation des Spannens wird der Absorptionsbereich 242, der als ein Öffnungsbereich dient, mit Hilfe der Vakuumpumpe 680 durch den Luftdurchflussdurchgang 242, der eine Luftauslassleitung darstellt, über einen Zwischenbehälter 243 eines Raumes, der in dem Vakuumspannelement 252 ausgebildet ist, geleert. Obwohl es vorliegend nicht dargestellt ist, wird das als das Zielwerkstück 101 dienende Substrat in demjenigen Zustand, in dem das Vakuumspannelement 252 an der Plattform 620 befestigt ist, durch die Vakuumpumpe 680 durch die Innenseite der Plattform 620 und das Vakuumspannelement 252 gespannt. Auf diese Weise wird das Zielwerkstück 101 gespannt und an der Kontaktfläche 244 gehalten.
Ferner ist ein Strömungsdurchgang 264, der als die Lufteinlassleitung verwendet wird, in dem Zwischenbehälter 243 zusätzlich zu einem Strömungsdurchgang 262 ausgebildet. Der Strömungsdurchgang 264 ist mit dem Kompressor 682 über dem Filter 676 und das Ventil 686 verbunden. Obwohl es vorliegend nicht dargestellt ist, führt der Kompressor 682 in demjenigen Zustand, in dem das Vakuumspannelement 252 an der Plattform 620 befestigt ist, dem Substrat, bei des sich um das Zielwerkstück 101 handelt, ein Gas durch die Innenseite der Plattform 620 und das Vakuumspannelement 252 zu. Daher ist es basierend auf den in den 19 und 20 dargestellten Strukturen möglich, das Innere des Zwischenbehälters 243 in einem Vakuumzustand oder in einem unter Druck stehenden Zustand zu überführen.
Selbst wenn das Innere des Zwischenbehälters 243, bei dem es sich um den vorgenannten teilweisen Dichtraum handelt, in einen Zustand negativen Druckes in einem Vakuum mit Hilfe der Vakuumpumpe 680 oder in einen Zustand eines positiven Druckes durch Zuführen von reinem Stickstoff (N₂) oder von Luft mit Hilfe des Kompressors 682 überführt wird, weist er eine Struktur auf, die einen abgedichteten Zustand beibehalten kann, solange kein Spalt zwischen der Spannfläche und der Substratrückseite vorhanden ist. Partikel in dem Gas können mit Hilfe des Filters 676 entfernt werden. Wie es zuvor beschrieben wurde, da die Kontaktfläche 244 eine Ebene mit hoher Ebenheit ist, ist es selbst bei dem Versuch, das Substrat zu entfernen, schwierig, dieses abzunehmen, sobald es vollständig gespannt ist. Aus diesem Grund wird es bei der Positionsmessvorrichtung 600 beim Entfernen des Substrats von dem Vakuumspannelement 252 unter Verwendung eines Gases, wie beispielsweise Stickstoff (N₂) und Luft, gesteuert, das die Druckbeaufschlagung des Inneren des Vakuumspannelementes größer als der Außendruck sein kann. Entsprechend kann das Substrat einfach entfernt werden.
Ferner wird die Positionsmessvorrichtung 600 derart gesteuert, dass, wenn das Substrat nicht durch das Vakuumspannelement 252 gehalten ist, Gas zur Außenseite des Zwischenbehälters 243 (innerhalb der homoiothermischen Kammer 602 der Vorrichtung) durch das Vakuumspannelement 252 durch den Kompressor 682 entweichen kann. Wenn ein Substrat nicht an der Kontaktfläche 244 des Vakuumspannelementes 252 angeordnet ist, ist es möglich, die Spannfläche des Substrats sauber zu halten, indem stets reiner Stickstoff oder Luft aus dem Spannbereich 242 der Kontaktfläche 244 ausgelassen wird. Wenn das Vakuumspannelement 252, an dem kein Substrat angeordnet ist, ferner an der Plattform 620 angeordnet ist, und dann ein Substrat an der Kontaktfläche 244 des Vakuumspannelementes 252 positioniert wird, ist es möglich, den Stoß zum Zeitpunkt des Anordnens des Substrats durch den Druck des reinen Stickstoffs oder der Luft, der durch den stetigen Strom erzeugt wird, zu reduzieren.
Ferner umfasst das Vakuumspannelement 252 einen Sensor 246, bei dem es sich um einen Näherungssensor handelt, zum Erfassen einer Position des Substrats. Der Sensor 246 sollte geeignet unterhalb der Mitte der Spannfläche angeordnet sein. Ein Ausgangssignal des Sensors 246 wird zu der Recheneinheit 6609 gesendet. Es kann erfasst werden, ob das Substrat mit der Spannfläche in Kontakt ist oder nicht, indem ein Spalt zwischen der Spannfläche und dem Substrat unter Verwendung dieses Sensors 246 gemessen wird. Als Sensor 246 kann beispielsweise ein elektrostatischer Kapazitätssensor oder ein optischer Sensor verwendet werden, der ein Licht erfasst, das an der rückseitigen Fläche des Substrats reflektiert wird. Aufgrund der Verwendung dieser Sensoren ist es möglich, die Position eines Quarzsubstrats, also eines nicht metallischen Substrats, oder eines Substrats, das aus einem Glas mit geringer thermischen Ausdehnung als ein Hauptkomponentenelement erzeugt ist, sehr genau zu erfassen. In Bezug auf die Definition, ob die Spannfläche mit dem Substrat in Kontakt ist oder nicht, sollte der Spalt zwischen der Spannfläche und der Substratrückseite beispielsweise 50 nm oder weniger betragen, wenn die Ebenheit der Substratrückseite 50 nm oder weniger beträgt, was für eine EUV-Maske gefordert wird.
Ob das Substrat durch das Vakuumspannelement 250 gehalten ist oder nicht, kann auf dem Ausgangssignal dieses Sensors 246 erfasst werden. Ferner können ein Zuführmaß und ein Zuführdruck des Gases, das dem Zwischenbehälter 243 zum Zeitpunkt des Entfernens des Substrats von dem Vakuumspannelement 252 zugeführt wird, einem Zuführmaß und einem Zuführdruck des Gases entsprechen, oder sich von diesen unterscheiden, das zugeführt wird, wenn das Substrat nicht durch das Vakuumspannelement 252 gehalten ist.
Ausführungsform 5
Nachfolgend wird eine Struktur gemäß einer fünften Ausführungsform beschrieben, bei der ein Substrat durch ein Vakuumspannelement in einer Fläche gehalten und gespannt werden kann, deren Ebenheit noch besser als diejenige der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist.
21 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur der Positionsmessvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur gezeigt ist, umfasst die Positionsmessvorrichtung 600 ferner Ventile 685 und 687, eine Lufteinlassleitung 695, einen Filter 678 und eine Luftauslassleitung 693, zusätzlich zu den Strukturelementen gemäß 19. Ferner ist ein Vakuum des Spannelementes 254 in dem Halteelement 650 gelagert. Mit Ausnahme der Tatsache, dass die Ventile 685 und 687 die Lufteinlassleitung 650, der Filter 678 und die Luftauslassleitung 693 angeordnet sind und das Vakuumspannelement 254 anstelle des Vakuumspannelementes 252 in 321 vorgesehen ist, stimmen die übrigen Aspekte mit den in 19 gezeigten überein.
In 21 ist das Ventil 685 in der Mitte der Luftauslassleitung 693 angeordnet, die in der Vakuumpupe 680 von der Plattform 620 verbunden ist. Ferner sind die Luftauslassleitungen 692 und 693 mit der Vakuumpumpe 680 verbunden. Andererseits ist das Ventil 687 in der Mitte der Lufteinlassleitung 685 vorgesehen, die mit der Plattform 620 mit einem Kompress 682 verbunden ist. Die Lufteinlassleitungen 694 und 695 sind mit dem Kompressor 682 verbunden. Das Ventil 685 öffnet und schließt die Luftauslassleitung 693. Das Ventil 687 öffnet und schließt die Lufteinlassleitung 695. Die Ventile 685 und 687 werden durch die Ventilsteuerschaltung 688 wie die Ventile 684 und 688 gesteuert. Der Filter 678 ist in der Mitte der Lufteinlassleitung 695 angeordnet, welche die Plattform 620 von dem Kompressor 682 verbindet. Obwohl der Filter 678 an der Sekundärseite des Ventils 687 angeordnet ist, kann diese auch an der Primärseite angeordnet werden. Verunreinigungen in dem Gas, das von dem Kompressor 682 zugeführt wird, können durch die Filter 67 und 678 entfernt werden.
Wenn das Vakuumspannelement 254 an der Plattform 620 angeordnet ist, ist ferner ein erster Luftdurchgang (nicht dargestellt) für Abluft vorgesehen, der sich von der Luftauslassleitung 682 zu einer Luftauslassleitung in dem Vakuumspannelement 254 erstreckt. Ferner, wenn das Vakuumspannelement 254 an der Plattform 620 angeordnet ist, ist ein zweiter Luftdurchlass (nicht dargestellt) für Abluft vorgesehen der sich von der Luftauslassleitung 693 zu der Luftauslassleitung in dem Vakuumspannelement 254 erstreckt. Wenn das Vakuumspannelement 252 an der Plattform 620 angeordnet ist, ist ähnlich ein erster Luftdurchgang (nicht dargestellt) zum Lufteinlassen vorgesehen, der sich von der Lufteinlassleitung 694 zu einer Lufteinlassleitung 694 im Vakuumspannelement 254 erstreckt. Wenn das Vakuumspannelement 254 an der Plattform 620 angeordnet ist, ist ferner ein zweiter Luftdurchgang (nicht dargestellt) zum Lufteinlassen vorgesehen, der sich von der Lufteinlassleitung 695 zu einer Lufteinlassleitung in dem Vakuumspannelement 254 erstreckt.
22 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Abschnitts des Vakuumspannelementes gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. 23 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer oberen Fläche des Vakuumspannelementes gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
Wie in den 22 und 23 dargestellt ist, unterteilt das Vakuumspannelement 254 den Dichtraum, der im Inneren ausgebildet ist, in dem Puffer 243, der mit dem Absorptionsbereich 242 verbunden ist, der in dem mittleren Bereich der Kontaktfläche 244 ausgebildet ist, und in einem Puffer 245, der mit dem Absorptionsbereich 242 verbunden ist, der mit dem Umfangsbereich ausgebildet ist. In dem Puffer 243, der in den 22 und 23 mit dem Bezugszeichen A bezeichnet ist, sind die Luftströmungsdurchgänge 264 und 262 vorgesehen, und in dem Puffer 245, der in den 22 und 23 mit dem Bezugszeichen B bezeichnet ist, sind Strömungsdurchgänge 245 und 263 vorgesehen. Die Luftauslassleitung 692 (nicht dargestellt) ist mit dem Strömungsdurchgang 242 durch die Plattform 620 verbunden. Die Luftauslassleitung 693 (nicht dargestellt) ist mit dem Strömungsdurchgang 263 durch die Plattform 620 verbunden. Die Lufteinlassleitung 694 (nicht dargestellt) ist mit dem Strömungsdurchgang 264 durch die Plattform 620 verbunden. Die Lufteinlassleitung 695 (nicht dargestellt) ist mit dem Strömungsdurchgang 265 durch die Plattform 620 verbunden.
Ferner ist das Vakuumspannelement 254 mit dem Sensor 246, der unter dem mittleren Bereich der Spannfläche ausgebildet ist, und mit einem Sensor 247 versehen, der unter dem Umfangsbereich der Spannfläche ausgebildet ist. Beide Sensoren 246 und 247 sind Näherungssensoren zum Erfassen der Position des Substrats. Ähnlich wie bei dem Sensor 246 wird ein Ausgangssignal des Sensors 247 zu der Recheneinheit 660 gesendet. Es kann erfasst werden, ob das Substrat an dem mittleren Bereich mit der Spannfläche in Kontakt ist oder nicht, indem der Spalt zwischen der Spannfläche und der Substratrückseite unter Verwendung des Sensors 246 gemessen wird. Ferner kann erfasst werden, ob das Substrat an den Umfangsbereich mit der Spannfläche in Kontakt ist oder nicht, indem der Abstand zwischen der Spannfläche und der Substratrückseite unter Verwendung des Sensors 247 gemessen wird. Ähnlich wie beim Sensor 246, kann es sich bei dem Sensor 247 geeigneterweise beispielsweise um einen elektrostatisch-kapazitiven Sensor oder um einen optischen Sensor handeln, der ein Licht erfasst, das an der Rückseite des Substrats reflektiert wird. Sonstige Aspekte entsprechen denjenigen, die in 20 gezeigt sind.
In Bezug auf die Operation des Spannens wird das Substrat, das als das Zielwerkstück 101 dient, mit Hilfe der Vakuumpumpe 680 durch mehrere Absorptionsbereiche 242, die in dem zentralen Teil der Kontaktfläche 244 ausgebildet sind, den Puffer 243 und den Strömungsdurchgang 262 so, bei dem es sich um eine Luftauslassleitung handelt, gehalten und gespannt. Auf diese Weise wird der zentrale Teil des Zielwerkstückes 101 an der Kontaktfläche 244 gehalten und gespannt. Ferner wird das Substrat mit Hilfe der Vakuumpumpe 680 durch mehrere Absorptionsbereiche 242, die an der Umfangsfläche der Kontaktfläche 244 ausgebildet sind, des Puffers 245 und des Strömungsdurchgangs 263, der als eine Luftauslassleitung dient, gehalten und gespannt. Auf diese Weise wird die Umfangsfläche des Zielwerkstückes 101 an der Kontaktfläche 244 gehalten und gespannt. Somit hält und spannt das Vakuumspannelement 254 den zentralen Teil der rückseitigen Fläche einerseits und hält und spannt die Umfangsfläche des mittleren Teils andererseits, wenn die Vakuumspannoperation an der rückseitigen Fläche des Substrats durchgeführt wird.
Wenn das Vakuumspannelement 254 an der Plattform 620 gehalten ist, leitet der Kompressor 682 ferner ein Gas zu dem Zielwerkstück 101 durch das Innere der Plattform 620 und den Puffer 243. Dann wird das Gas dem zentralen Teil des Zielwerkstücks 101 von mehreren Absorptionsbereichen 242 zugeführt, die an dem zentralen Teil der Kontaktfläche 244 ausgebildet sind. Ähnlich leitet der Kompressor 682 ein Gas zu dem Zielwerkstück 101 über das Innere der Plattform 620 und den Puffer 245. Dann wird das Gas der Umfangsfläche des Zielwerkstücks 101 von mehreren Absorptionsbereichen 242 zugeführt, die an der Umfangsfläche der Kontaktfläche 240 ausgebildet sind. Daher ist es basierend auf den in den 21 bis 23 dargestellten Strukturen möglich, das Innere des Puffers 243 und des Puffers 245 in einen Vakuumzustand oder in einen unter Druck stehenden Zustand zu überführen.
Nachfolgend werden Abläufe zum Spannen des Substrats und zum Entfernen desselben beschrieben. Wenn das Substrat basierend auf Informationen von den Sensoren 246 und 247 nicht an der Spannfläche angeordnet ist, werden das Ventil 686 und das Ventil 687 geöffnet, so dass reiner Stickstoff oder Luft von dem Absorptionsbereich 242 durch die Lufteinlassleitungen 694 und 695 (nicht dargestellt) strömt. Auf diese Weise kann eine partikuläre Kontamination an der Spannfläche unterdrückt werden. Somit kann die Kontaktfläche 244 sauber gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Ventile 684 und 685 geschlossen.
Wenn der Sensor 246 oder der Sensor 247 erfasst, dass das Substrat an der Spannfläche angeordnet ist, werden das Ventil 686 und das Ventil 687 zunächst geschlossen. Dann wird der Puffer 243 an dem zentralen Bereich durch die Luftauslassleitung 692 (nicht dargestellt) durch Öffnen des Ventils 684 evakuiert. Somit kann der zentrale Bereich des Substrats an der Kontaktfläche 244 gehalten und gespannt werden. Nachdem mit Hilfe des Sensors 246 überprüft wurde, dass der zentrale Bereich gehalten und gespannt ist, wird der Puffer 245 an dem Umfangsbereich durch die Luftauslassleitung 693 (nicht dargestellt) durch Öffnen des Ventils 685 evakuiert. Somit kann der Umfangsbereich des Substrats an der Kontaktfläche 244 gehalten und gespannt werden. Dann wird mit Hilfe des Sensors 247 überprüft, dass der Umfangsbereich gehalten und gespannt wurde. Wenn also die Vakuumspannoperation an der Rückseite des Substrats durchgeführt wird, wird, nachdem zuerst der zentrale Teil der Rückseite, wie zuvor beschrieben, gespannt wurde, als zweites die Umfangsfläche wie beschrieben gespannt. Somit ist die Struktur der Art, dass die Spannkraft an dem zentralen Bereich und an dem Umfangsbereich gemäß der fünften Ausführungsform unabhängig voneinander erzeugt werden kann.
Das vorliegend gespannte Substrat weist eine konvexe Form auf, die durch die innere Spannung des Mehrlagen-Films, der auf die Vorderseite des Substrats aufgetragen ist, deformiert wird, weshalb ein Spalt von einem Mikrometer oder mehr zwischen der Spannfläche und der Substratrückseite an dem zentralen Bereich vorhanden ist. Um zu erreichen, dass das Substrat an der Spannfläche mit einem Spalt von 50 nm oder weniger gehalten und gespannt wird, was einem Wert entspricht, der als Ebenheit der EUV-Belichtungsmaske spezifiziert ist, ist es erforderlich, dass der zentrale Teil zuerst gehalten und gespannt wird. Dies liegt daran, dass, wenn die Spannkraft gleichzeitig über die gesamte Spannfläche erzeugt wird, der Umfangsbereich, der in einem berührenden Zustand ist, vor dem zentralen Bereich gehalten und gespannt wird. Dann, wenn der zentrale Bereich gehalten und gespannt wird, ist es erforderlich, dass die Spannkraft die Reibung des Umfangsbereichs überwindet. Daher ist es zum Spannen einer Fläche mit hoher Ebenheit wünschenswert, dass das Spannen derart gesteuert wird, dass der zentrale Bereich zuerst gehalten und gespannt wird.
Um es einzurichten, dass der zentrale Bereich zuerst gehalten wird, sollte die Fläche dieses zentralen Bereichs so klein wie möglich sein. Unter der Bedingung jedoch, dass die Vakuumpumpe 680 die gleiche Absaugleistung beibehält, ist die Saugkraft proportional zu der Spannfläche. Entsprechend ist es wünschenswert, dass die Spannfläche derart unterteilt ist, dass die Spannfläche des zentralen Bereichs und die Spannfläche des Umfangsbereichs einander entsprechen, um eine gleichmäßige Endansaugkraft zu erzeugen.
Obwohl der Puffer in den 22 und 23 zweigeteilt ist, nämlich in den zentralen Bereich und in den Umfangsbereich, ist die Unterteilung nicht auf diese beiden beschränkt, sondern der Puffer kann auch in drei oder mehr Bereiche unterteilt werden. Selbst wenn ein abgedichteter Raum in einem Vakuumspannelement drei- oder mehr geteilt ist, ist es wünschenswert, die Unterteilung derart durchzuführen, dass jede Spannfläche, die mit jedem abgedichteten Raum verbunden ist, entsprechend die gleiche Fläche aufweist, was zu einer gleichmäßigen Ansaugkraft führt.
Ferner kann eine Struktur verwendet werden, bei der die Spannkraft des ersten Luftansaugsystems von derjenigen des zweiten Luftansaugsystems verschieden ist, wenn die Rückseite des Substrats durch das Vakuumspannelement gehalten ist. Beispielsweise kann die Spannkraft um die Einheit der Spannfläche verschieden sein, und in einem solchen Fall müssen lediglich die Spannflächen des zentralen Bereichs und des Umfangsbereichs derart eingestellt werden, dass die Endansaugkraft gleichmäßig wird.
Als ein Ergebnis der Spannoperation ist es ferner effektiv, wenn der Sensor 246 oder der Sensor 247 es erfasst, dass das Substrat nicht eng an der Kontaktfläche 244, bei der es sich um eine Spannfläche handelt, befestigt ist, den Ablauf der Operationen nach dem Schließen der Ventile 686 und 687 zu wiederholen.
Verarbeitungsinhalte und Operationsinhalte von dem, was in der obigen Beschreibung mit „Schaltung“ oder „Prozess“ ausgedrückt wurde, kann durch ein computerausführbares Programm konfiguriert werden. Es kann durch ein Softwareprogramm, oder alternativ durch eine Kombination von Software, Hardware und/oder Firmware ausgeführt werden. Wenn es durch ein Programm konfiguriert ist, kann das Programm auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet oder gespeichert werden, wie beispielsweise ein Magnetdiskettenlaufwerk, ein Magnetbandlaufwerk, FD oder ROM (read-only-memory).
Ferner können die Recheneinheit 450, die in 11 als ein Computer dient, und die Recheneinheit 660, die in den 1, 17, 18, 19 und 21 als ein Computer dient, über einen nicht dargestellten Bus mit einem RAM (Random Access Memory), einem ROM und einem Magnetdisketten-(HD)-Laufwerk, die als ein Beispiel einer Speichereinrichtung dienen, einer Tastatur (K/B) und einer Maus, die als ein Beispiel eines Eingabemittels dienen, einem Monitor und einem Drucker, die als ein Beispiel eines Ausgabemittels dienen, einer externen Schnittstelle (I/F), FD, DVD, CD, die als ein Beispiel eines Eingabe/Ausgabemittels dienen, etc. verbunden sein.
Die Ausführungsformen wurden zuvor unter Bezugnahme auf konkrete Beispiele beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Obwohl auf die Beschreibung der Vorrichtungskomponenten, der Steuerverfahren, etc., die für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung nicht direkt erforderlich war, verzichtet wurde, ist es möglich, einige oder sämtliche derselben auszuwählen und zu verwenden, wenn dies erforderlich ist. Während beispielsweise die Konfiguration einer Steuereinheit zum Steuern der Schreibvorrichtung 100 als variabel geformter EB nicht genau beschrieben wurde, sollte klar sein, dass eine erforderliche Konfiguration der Steuereinheit geeignet gewählt und verwendet werden kann.
Ferner fallen auch alle anderen Messverfahren einer Positionsabweichung und Positionsmessvorrichtungen, die Elemente der vorliegenden Erfindung umfassen, und deren Design durch Fachleute modifizierbar ist, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Weitere Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten klar sein. Daher ist die Erfindung in ihren breiteren Aspekten nicht auf die spezifischen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen, die hierin dargestellt und beschrieben sind, beschränkt. Entsprechend können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich des allgemeinen erfinderischen Konzepts zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.

Claims

Positionsmessvorrichtung (600) zum Messen einer Position eines Musters, das auf ein Substrat geschrieben ist, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Halteelement (650) mit Aufnahmeräumen, in denen ein Dreipunkthalteelement (220) zum Halten einer Rückseite eines Substrats (101), bei dem es sich um eine Maske handelt, an drei Punkten, und ein Vakuumspannelement (240, 252) zum Halten einer Rückseite eines Substrats (101), bei dem es sich um eine Maske handelt, bereitgestellt sind; eine Plattform (620), an der entweder das Dreipunkthalteelement (220) oder das Vakuumspannelement (240, 252), die wahlweise aus den Aufnahmeräumen des Halteelementes (650) bereitstellbar sind, befestigt ist; eine Vakuumpumpe (680) zum Halten und Spannen des Substrats durch das Vakuumspannelement (240, 252) in einem Zustand, in dem es an der Plattform (620) angeordnet ist; und eine Erfassungseinheit (610) zum Erfassen einer Position eines Musters, das auf das Substrat (101) geschrieben ist, welches durch das Dreipunkthalteelement (220), das an der Plattform (620) befestigt ist, gehalten ist, und zum Erfassen einer Position eines Musters, das auf das Substrat (101) geschrieben ist, das durch das Vakuumspannelement (240, 252) an der Plattform (620) gehalten ist.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 1, ferner umfassend ein elektrostatisches Spannelement (230), wobei, wenn das Substrat (101) in einer Belichtungsvorrichtung, die mit EUV- Licht belichtet wird, als eine EUV-Maske verwendet wird, das Substrat (101) durch das elektrostatische Spannelement (230) in der Belichtungsvorrichtung gehalten ist, und wobei das Vakuumspannelement (240, 252) mit einer Spannfläche mit einer Fläche und einer Form ausgebildet ist, die mit einer Fläche und einer Form einer Spannfläche des elektrostatischen Spannelementes (230) übereinstimmt, und in den Aufnahmeräumen des Halteelementes (650) bereitgestellt ist.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 2, wobei das Vakuumspannelement (240) aus einem Material ausgebildet ist, das härter als ein Material ist, das für das elektrostatische Spannelement (230) verwendet wird.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 1, das ferner eine Drucksteuervorrichtung (681) zum Steuern einer durch eine Vakuumpumpe (680) erzielten Saugkraft aufweist.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 1, die ferner eine Gaszuführeinheit (682) zum Zuführen von Gas durch das Vakuumspannelement (240) aufweist.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 5, wobei die Positionsmessvorrichtung einen Druck einer Spannfläche des Vakuumspannelementes (240, 252) derart unter Verwendung des Gases steuert, dass er höher als ein Außendruck ist, wenn das Substrat von dem Vakuumspannelement (240, 252) entfernt wird.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 5, wobei die Positionsmessvorrichtung (600) den Gasaustritt durch das Vakuumspannelement (240, 252) in einem Zustand steuert, in dem das Substrat (101) nicht an dem Vakuumspannelement (240, 252) positioniert ist.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 1, wobei das Vakuumspannelement (240, 252) einen Sensor (246) zum Erfassen einer Position der rückseitigen Fläche des Substrats (101) umfasst.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 8, wobei der Sensor (246) entweder ein elektrostatischer Kapazitätssensor oder ein optischer Sensor ist.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 1, wobei das Vakuumspannelement (240, 252), wenn die Rückseite des Substrats (101) durch das Vakuumspannelement (240, 252) gehalten ist, ein Spannsystem, um zuerst einen zentralen Teil der Rückseite zu halten, und ein Spannsystem, um als zweites eine Umfangsfläche des zentralen Teils zu halten, umfasst.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 10, wobei das erste Spannsystem und das zweite Spannsystem verschiedene Ansaugkräfte ausüben, wenn sie die rückseitige Fläche des Substrats durch das Vakuumspannelement (240, 252) halten.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 10, wobei das zweite Spannsystem die Umfangsfläche ansaugt, nachdem das erste Spannsystem den zentralen Teil der Rückseite angesaugt hat, wenn die Rückseite des Substrats durch das Vakuumspannelement (240, 252) gehalten wird.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 12, wobei das Vakuumspannelement einen Sensor aufweist, um zu erfassen, dass der zentrale Teil der Rückseite angesaugt und an der Spannfläche des Vakuumspannelementes (240, 252) befestigt ist.
Positionsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 1, wobei mehrere Vakuumspannelemente (240, 252) in den Aufnahmeräumen des Halteelementes (650) bereitgestellt sind, und jedes der Mehrzahl von Vakuumspannelementen (240, 252) eine Identifikationsmarkierung (243) aufweist.
Positionsabweichungsmessverfahren unter Verwendung einer Positionsmessvorrichtung (600), wobei die Positionsmessvorrichtung (600)umfasst: ein Halteelement (650) mit Aufnahmeräumen, in denen ein Dreipunkthalteelement (220) zum Halten einer Rückseite eines Substrats (101), bei dem es sich um eine Maske handelt, an drei Punkten, und ein Vakuumspannelement (240, 252) zum Halten einer Rückseite eines Substrats (101), bei dem es sich um eine Maske handelt, bereitgestellt sind, eine Plattform (620), an der entweder das Dreipunkthalteelement (220) oder das Vakuumspannelement (240, 252), die wahlweise aus den Aufnahmeräumen des Halteelementes (650) bereitstellbar sind, befestigt ist, und eine Vakuumpumpe (680) zum Halten und Spannen des Substrats durch das Vakuumspannelement (240, 252) in einem Zustand, in dem es an der Plattform (620) angeordnet ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Messen einer Positionsabweichung zum Bewerten eines Musters, das auf einer EUV-Maske (101) geschrieben ist, wobei das Vakuumspannelement (240, 252) verwendet wird, das an der Positionsmessvorrichtung (600) vorgesehen ist, und Messen einer Positionsabweichung eines Musters, das zum Handhaben von Bedingungen einer Musterschreibvorrichtung, die eine EUV-Maske schreibt, geschrieben wurde, wobei das Dreipunkthalteelement (220) verwendet wird, das in der Positionsmessvorrichtung (600) vorgesehen ist.
Positionsabweichungsmessverfahren nach Anspruch 15, wobei das Vakuumspannelement (240, 252) eine Spannfläche aufweist, deren Fläche und Form derart ausgebildet sind, dass sie mit einer Fläche und einer Form einer Spannfläche eines elektrostatischen Spannelementes (230) übereinstimmen, um eine EUV-Maske zu halten.
Positionsabweichungsmessverfahren nach Anspruch 15, wobei das Vakuumspannelement (240, 252) aus einem Material ausgebildet ist, das härter als ein Material ist, das für ein elektrostatisches Spannelement (230) verwendet wird.
Positionsabweichungsmessverfahren, das die Schritte aufweist: Messen, in einem Zustand, in dem eine Rückseite eines Substrats durch ein Vakuumspannelement (240, 252) gehalten ist, einer Positionsabweichung eines Hauptmusters, das mit einer vorhergesagten Positionsabweichung eines auf einer Vorderseitenfläche des Substrats geschriebenen Musters geschrieben ist, in dem Fall, in dem die rückseitige Fläche des Substrats zu einer ebenen Fläche korrigiert ist, anhand von Messdaten der Rückseitentopografie des Substrats ohne den Einfluss eines Schwerkraftdurchhangs; und Messen, in einem Zustand, in dem die Rückseite dieses Substrats an drei Punkten gehalten ist, einer Positionsabweichung eines sekundären Musters, das mit einer vorhergesagten Positionsabweichung eines auf die Vorderseitenfläche des Substrats geschriebenen Musters geschrieben ist, in dem Fall, in dem die rückseitige Fläche des Substrats (101) nicht zu einer ebenen Fläche korrigiert ist.
Positionsabweichungsmessverfahren nach Anspruch 18, wobei das Vakuumspannelement (240, 252) eine Spannfläche aufweist, deren Fläche und Form derart ausgebildet sind, dass sie mit einer Fläche und einer Form einer Spannfläche eines elektrostatischen Spannelementes (230) übereinstimmen, um eine EUV-Maske zu halten.
Positionsabweichungsmessverfahren nach Anspruch 19, wobei das Vakuumspannelement (240, 252) aus einem Material gebildet ist, das härter als ein Material ist, das für ein elektrostatisches Spannelement (230) verwendet wird.