DE10260610B4

DE10260610B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Ausbilden von Mustern

Info

Publication number: DE10260610B4
Application number: DE10260610A
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Hirano; Satoshi Numazu Imura; Noriaki Numazu Nakayamada
Original assignee: Toshiba Corp; Nuflare Technology Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Nuflare Technology Inc
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2003195476A; US7036980B2; US20060034344A1; DE10260610A1; US20060147822A1

Abstract

Musterbildungsvorrichtung mit:
einer Zeichenkammer (11) mit einem Tisch (21) zum Halten eines Zeichensubstrats, auf das ein Originalmuster aufzuzeichnen ist,
einer ersten Temperatursteuereinheit (15, 47) mit einem ersten Temperaturregler (15), wobei die erste Temperatursteuereinheit (15, 47) so konfiguriert ist, dass sie eine Temperatur der Zeichenkammer (11) konstant halten kann,
einem Konstanttemperaturelement (31), das nahe dem Zeichensubstrat angeordnet ist, und
einer zweiten Temperatursteuereinheit (35, 47) mit einem zweiten Temperaturregler (35), wobei die zweite Temperatursteuereinheit (35, 47) eine eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements (31) unabhängig so steuern kann, dass eine Temperatur des Zeichensubstrats konstant ist, wenn das Originalmuster gezeichnet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Musterbildungsvorrichtung umfasst:
ein Simulationssubstrat (41), das auf dem Tisch (21) anzuordnen ist,
eine Temperaturmessvorrichtung (41a) zum Messen einer Temperatur des Simulationssubstrats (41), wenn das Originalmuster auf das Simulationssubstrat (41) gezeichnet wird,
eine Speicherschaltung (43) zum Speichern der von der Temperaturmessvorrichtung (41a) gemessenen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Musterbildungsvorrichtung und ein Musterbildungsverfahren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Retikels oder einer Maske, auf dem mindestens ein originales Muster bzw. Pattern gezeichnet ist bzw. wird.
In jüngster Zeit sind die Schaltungs-Spurbreiten, die für Halbleitervorrichtungen erforderlich sind, mit zunehmender Packdichte und Kapazität eines LSI (LSI = Large Scale Integrated Circuit) immer schmäler geworden. Diese Art von Halbleitervorrichtung wird herkömmlicherweise durch Übertragen mehrerer -zig Arten von Originalmustern bzw. Originalstrukturen oder -patterns mit einem gewünschten Schaltungsmuster von einem mit hoher Präzision ausgerichteten Retikel auf eine Belichtungsdomäne (exposure domain) auf einem Wafer hergestellt.
Eine Step-and-Repeat-Vorrichtung mit einem hochpräzisen optischen System und einem hochpräzisen X-Y-Tisch wird für die Übertragung der Originalmuster eingesetzt. Der Wafer ist an dem X-Y-Tisch so befestigt, dass seine gesamte Oberfläche mit den Originalmustern belichtet werden kann, und wird relativ zu dem optischen System durch Step-and-Repeat bewegt. Deshalb wird die Step-and-Repeat-Vorrichtung auch als Stepper bezeichnet.
Das Originalmuster auf dem Retikel wird auf ein Glassubtrat gezeichnet, das mit hoher Präzision endbearbeitet wird und als Chrom-Muster (Cr) durch einen Ätzprozess und dergleichen ausgebildet wird. Chrom (Cr) wird für gewöhnlich auf einer Seite des Glassubtrats aufgedampft, und Resist wird gleichmäßig auf das Chrom (Cr) aufgebracht. Wenn das Chrom- bzw. Cr-Muster ausgebildet ist, wird das Glassubstrat mit einem Energiestrahl (Elektronenstrahl) von einem optischen Energiestrahlsystem bestrahlt. Die mit Resist beschichtete Oberfläche des Glassubstrats wird insgesamt entsprechend Design-Zeichen-Daten mit einem Strahlfleck abgetastet. Somit wird ein beliebiges Chrom- bzw. Cr-Muster durch Steuern des Chrom- bzw. Cr-Ätzvorgangs entsprechend der Anordnung des Substrats unter Verwendung des Resists, das beim Scannen verfällt, ausgebildet. Das Chrom-Muster wird durch Kombinieren der verengten Strahlflecken zu einem Originalmuster ausgebildet. Es ist damit möglich, ein feines Originalmuster mit hoher Präzision durch genaues Steuern der Positionen der Strahlflecken zu zeichnen.
Es wurde behauptet, dass der alte Stepper ein Originalmuster von 1 Mikron (μm) oder weniger nicht hinsichtlich des Wellenlängenlimits von Licht auflösen kann. Der vorliegende Stepper kann ein feines Originalmuster der Größenordnung von Submikron aufgrund der Verbesserung in optischen- und Beleuchtungssystemen und des Vorhandenseins einer Phasenverschiebungsmaske, welche die Phase von Licht auf einem Retikel steuert, auflösen.
Falls das Glassubstrat jedoch in der Temperatur während des Zeichnens eines feinen Originalmusters auf das Glassubstrat variiert, expandiert und kontrahiert es. Während des Zeichenvorgangs ist das Glassubstrat auf einem Zeichentisch befestigt, dessen Position genau gesteuert wird. Die Steuerung einer Stelle des Glassubstrats zum Zeichnen eines Originalmusters wird auf der Basis der gemessenen Werte eines Laser-Interferometers ausgeführt. Das Laser-Interferometer kann jedoch nicht die Expansion oder Kontraktion des Glassubtrats beim Zeichnen abfühlen. Falls sich die Temperatur des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs verändert, kommt es daher zu einem Positionsfehler in dem gezeichneten Originalmuster. Das Glassubstrat ist hauptsächlich aus synthetischem Quarz gefertigt. Der Koeffizient α einer linearen Expansion von synthetischem Quarz beträgt 0,4 × 10^–6. Wenn davon ausgegangen wird, dass sich die Temperatur des Glassubstrats beim Zeichenvorgang um ein Grad (1° C) verändert, ändert sich ein Abstand von 130 mm zwischen zwei Punkten auf dem Glassubstrat um 52 nm (= 130 × 10⁶ × 1 × α). Diese Veränderung wird als Positionsfehler über einer Zeichenstelle des Originalmusters betrachtet. Mit anderen Worten ist es nötig, die Temperatur des Glassubstrats beim Zeichnen immer konstant zu halten.
Um das obige Problem zu lösen, wird üblicherweise Wasser mit konstanter Temperatur, dessen Temperatur mit hoher Genauigkeit geregelt wird, zum Strömen neben einer Zeichenkammer mit einem Zeichentisch gebracht, und die Temperatur der Zeichenkammer wird so geregelt, dass sich die Temperatur des Glassubstrats stabilisiert. Verschiedene Maschinenteile sind jedoch um das Glassubstrat herum angeordnet. Beispielsweise erzeugt eine elektro-optische Trommel, die ein Glassubstrat mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, Wärme mit elektrischer Energie, die eine Spule antreibt. Diese Wärmeerzeugung ist einer der Gründe, welche die Temperatur des Glassubstrats verändern. Um dieses Problem auszuschalten, muss die Temperatur des Konstanttemperaturwassers schnell entsprechend den Temperaturschwankungen des Glassubstrats geregelt werden. Da jedoch die obigen Maschinenteile sehr schwer sind, sind ihre Nachführungseigenschaften (follow-up characteristics) gegenüber den Temperaturschwankungen des Konstanttemperaturwassers extrem dürftig. Darüberhinaus sind die Maschinenteile Wärmeerzeugungsquellen, und die zu erzeugenden Wärmemengen variieren von Teil zu Teil. Somit variiert der Einfluss auf das Glassubstrat, auf dem ein Originalmuster auszubilden ist, von Stelle zu Stelle. Wie oben beschrieben wurde, ist es sehr schwierig, die Temperatur des Glassubstrats beim Zeichenvorgang konstant zu halten, obwohl die Temperatur der Zeichenkammer einfach geregelt wird.
Aus der US 5877843 A ist eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von Wafern bekannt, auf der der Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9 beruht. Diese Vorrichtung umfasst einen Reinraum mit einem an der Decke des Reinraums installierten Klimatisierungssystem zum Zuführen von Luft mit gesteuerter Temperatur in den Reinraum. Auf einem X-Y-Tisch ist ein mit einem Muster zu versehender Wafer gehalten. Über dem Tisch befindet sich ein Gestell, auf dem ein optisches Projektionssystem vorgesehen ist, das ein Retikel mit dem zu formenden Muster hält. Im Bereich des Tisches mit dem Wafer ist ein zweites Klimatisierungssystem vorgesehen, das lokal genau temperaturgesteuerte gereinigte Luft in dem Bereich des Tisches zirkulieren lässt.
Aus der US 5 231 291 A ist ein Wafertisch bekannt, in dem Kühlkanäle ausgebildet sind, durch die ein temperaturgesteuertes Kühlmittel strömen kann, um den Tisch auf einer eingestellten Temperatur zu halten.
Aus der US 5974816 A schließlich ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen unterschiedlicher Medien, die die Temperatur in mehreren Kammern separat steuern, bekannt. Ein gemeinsames Kühlmittel wird zum Kühlen der unterschiedlichen Medien verwendet.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Musterbildungsvorrichtung und ein entsprechendes -verfahren bereitzustellen, die/das in der Lage ist, die Temperatur eines Zeichensubstrats konstanter zu halten, wenn ein Originalmuster auf das Zeichensubstrat gezeichnet wird, und die auch ein feines Originalmuster mit hoher Präzision zeichnen kann.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Musterbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 9 und ein Musterbildungsverfahren die Merkmale der Patentansprüche 6 oder 12.
Gemäß der Musterbildungsvorrichtung und dem Musterbildungsverfahren nach obiger Beschreibung kann die Temperatur des Glassubstrats, auf das ein Originalmuster gezeichnet wird, mit hoher Präzision unabhängig von der Temperatur der Zeichenkammer gesteuert werden. Somit kann die Nachführungseigenschaft gegenüber den Temperaturschwankungen von Konstanttemperaturwasser stark verbessert werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Konfiguration einer Retikel-Herstellungsvorrichtung als Beispiel einer Feinmusterbildungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II von 1,
3A eine grafische Darstellung der Temperaturverteilung, bevor die Temperatur einer in der Retikel-Herstellungsvorrichtung verwendeten Simulationsmaske konstant wird,
3B eine grafische Darstellung der Temperaturverteilung, nachdem die Temperatur der Simulations- bzw. Dummymaske konstant geworden ist, und
4 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Konfiguration einer Retikel-Herstellungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Die 1 und 2 zeigen ein Beispiel einer Konfiguration einer Feinmusterbildungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In der ersten Ausführungsform wird eine Retikel-Herstellungsvorrichtung zum Zeichnen eines Originalmusters bzw. -patterns auf ein Glassubstrat zur Herstellung eines Retikels als Beispiel der Feinmusterbildungsvorrichtung genommen. Die Vorrichtung umfasst eine Zeichenkammer 11, und die Zeichenkammer 11 hat einen Zirkulationspfad 12, durch den das temperaturgesteuerte erste Konstanttemperaturwasser (Kühlmittel) 13 in bzw. an den oberen und unteren, rechten und linken und vorderen und hinteren Wänden der Zeichenkammer 11 zirkuliert. Die Temperatur des ersten Konstanttemperaturwassers 13 wird mit hoher Präzision durch einen ersten Temperaturregler oder Konstanthalter (temperature regulator) 15 geregelt (gesteuert). Der erste Temperaturregler 15 bildet eine erste Temperatursteuereinheit zusammen mit einer Hauptsteuerschaltung 47 (wird später beschrieben).
Die Zeichenkammer 11 enthält einen X-Y-Tisch (Zeichentisch) 21. Der X-Y-Tisch 21 hält ein Glassubstrat (nicht dargestellt), das als ein Zeichensubstrat dient, auf das ein Originalmuster gezeichnet wird. Der X-Y-Tisch 21 wird durch eine Antriebseinheit 23 in X- und Y-Richtungen frei bewegt und angetrieben. Die Position des X-Y-Tisches 21 wird durch ein Laser-Interferometer 25 genau gemessen.
Das obige Glassubstrat wird durch Aufdampfen von Chrom (Cr) auf eine Seite eines Glas-Ausgangsmaterials, wie zum Beispiel von synthetischem Quartz, und anschließendes gleichmäßiges Aufbringen von Resist auf diesem ausgebildet. Die Oberfläche des Glassubstrats mit aufgebrachtem Resist wird mit einem Elektronenstahl B von einem optischen Elektronenstrahlsystem 27, das als ein optisches Energiestrahlsystem dient, bestrahlt, und die gesamte Oberfläche des Glassubstrats wird mit einem Strahlfleck entsprechend den Zeichendaten abgetastet. Damit wird ein beliebiges Chrom- bzw. Cr-Muster oder -Pattern durch Steuern einer Chromätzung entsprechend einer Stelle des Glassubstrats unter Verwendung des Resists ausgebildet, das im Verlauf der Abtastung verfallen ist bzw. zersetzt worden ist. Daher wird ein Retikel hergestellt, in dem ein Originalmuster entsprechend mindestens einem gewünschten Schaltungsmuster auf das Glassubstrat gezeichnet wird.
In der Zeichenkammer 11 ist ein Konstanttemperaturelement 31 gegenüber dem Glassubstrat angeordnet. Das Konstanttemperaturelement 31 bedeckt den Endabschnitt des optischen Elektronenstrahlsystems 27 und weist ein Loch 31a auf, durch das der vom Endabschnitt des Systems 27 emittierte Elektronenstrahl B passiert. Das Konstanttemperaturelement 31 weist auch einen Zirkulationspfad 32 auf, durch den das zweite Konstanttemperaturwasser (Kühlmittel) 33, das mit hoher Präzision temperaturgesteuert ist, in der zumindest dem Glassubstrat gegenüberliegenden Wand zirkuliert. Die Temperatur des zweiten Konstanttemperaturwassers 33 wird durch einen zweiten Temperaturregler bzw. Konstanthalter 35, der separat vom ersten Temperaturregler 15 vorgesehen ist, gesteuert (geregelt). Der zweite Temperaturregler 35 bildet eine zweite Temperatursteuereinheit zusammen mit einer Hauptsteuerschaltung 47 (wird später beschrieben).
In der Retikel-Herstellungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist das Konstanttemperaturelement 31 nahe dem Glassubstrat vorgesehen, und seine Temperatur kann unabhängig von der der Zeichenkammer 11 gesteuert werden. Wenn ein Originalmuster auf das Glassubstrat gezeichnet wird, wird die Temperatur des Konstanttemperaturwassers 33, das in dem Konstanttemperaturelement 31 fließt, durch den zweiten Temperaturregler 35 mit hoher Präzision geregelt. Damit kann die Nachführcharakteristik des zweiten Konstanttemperaturwassers 33 gegenüber Temperaturschwankungen im Glassubstrat stark verbessert werden. Daher kann das Glassubstrat beim Zeichenvorgang einfacher bei einer fast konstanten Temperatur gehalten werden, als wenn die Temperatur des Glassubstrats nur durch die Zeichenkammer 11 stabilisiert würde. Infolgedessen kann ein feines Originalmuster mit hoher Präzision gezeichnet werden.
Die Temperatur des zweiten Konstanttemperaturwassers 33 wird unter Verwendung einer Simulations- bzw. Dummymaske (Simulations- bzw. Dummysubstrat) 41 gemäß 1 geregelt. Die Simulationsmaske 41 ist aus dem gleichen Material gefertigt wie das Glassubstrat und im wesentlichen in der gleichen Form ausgebildet wie das Glassubstrat. Außerdem umfasst die Simulationsmaske 41 ein Thermometer (erste Temperaturmessvorrichtung) 41a. Wie später beschrieben wird, misst das Thermometer 41a die Temperatur der Simulationsmaske 41, wenn ein Originalmuster auf die Simulationsmaske 41 gezeichnet wird, wie in dem Fall, in dem ein Originalmuster tatsächlich auf das Glassubstrat gezeichnet wird. In diesem Fall kann nicht nur die Temperatur eines beliebigen Abschnitts der Simulationsmaske 41 gemessen werden, sondern auch eine Temperaturabweichung der Simulationsmaske 41 infolge der Bewegung des X-Y-Tisches 21 (eine Temperaturdifferenz infolge der Positionsveränderung) kann durch Messen der Temperatur der Simulationsmaske 41 gemessen werden, während der X-Y-Tisch 21 bewegt wird.
Die obige Retikel-Herstellungsvorrichtung umfasst eine Speicherschaltung 43, eine Rechenschaltung 45, die als arithmetische Schaltung dient, und eine Hauptsteuerschaltung 47. Die Speicherschaltung 43 speichert von dem Thermometer 41a erhaltene Messergebnisse. Beispielsweise speichert sie die Temperatur der auf dem X-Y-Tisch 21 gehaltenen Simulationsmaske 41, wenn das Originalmuster tatsächlich auf die Simulationsmaske 41 gezeichnet wird. Der Speicherschaltung 43 werden die Messergebnisse von dem Thermometer 41a über eine Verdrahtung 21b in einem Halterungsarm 21a des X-Y-Tisches 21 zugeleitet. Die Rechenschaltung 45 berechnet die Temperaturverteilung, die sich mit der Bewegung der Simulationsmaske 41 ändert, basierend auf den in der Speicherschaltung 43 gespeicherten Messergebnissen der Temperatur der Simulationsmaske 41. Die Hauptsteuerschaltung 47 steuert die ersten und zweiten Temperaturregler 15 und 35 auf der Basis der obigen Temperaturverteilung, die von der Rechenschaltung 45 berechnet wurde.
Die oben beschriebene Retikel-Herstellungsvorrichtung umfasst eine Zeichensteuerschaltung 49, die einen Korrekturwert für Zeichendaten zum Zeichnen eines Originalmusters mit dem optischen Elektronenstrahlsystem 27 liefert, wenn dies nötig wird. Beispielsweise korrigiert die Zeichensteuerschaltung 49 die Zeichnungsdaten auf der Basis der in der Speicherschaltung 43 gespeicherten Messergebnisse der Temperatur der Simulationsmaske 41.
Im folgenden wird ein Ablauf des Zeichnens eines Originalmusters auf ein Glassubstrat in der obigen Retikel-Herstellungsvorrichtung (ein Verfahren zum Herstellen eines Retikels) beschrieben. Vor dem Beginn einer Herstellung eines Retikels wird die Simulationsmaske 41 mit dem Thermometer 41a auf dem X-Y-Tisch 21 gehalten. Durch das optische Elektronenstrahlsystem 27 wird ein Originalmuster tatsächlich auf die Simulationsmaske 41 gezeichnet, während die Position der Simulationsmaske 41 variiert wird. Dabei wird die Temperatur der Simulationsmaske 41 sequentiell durch das Thermometer 41a gemessen. Genauer gesagt wird die Simulationsmaske 41 auf dem X-Y-Tisch 21 gehalten und dann der innere Teil der Zeichenkammer 11 durch eine Vakuumvorrichtung (nicht dargestellt) evakuiert. Der erste Temperaturregler 15 steuert die Temperatur des ersten Konstanttemperaturwassers 13 und hält die eingestellte Temperatur der Zeichenkammer 11 konstant. In diesem Stadium bewegt die Antriebseinheit 23 den X-Y-Tisch 21 in der X- und Y-Richtung, während das Laser-Interferometer 25 die Position des X-Y-Tisches 21 genau misst. Damit wird ein Originalmuster in einer gegebenen Position auf die Simulationsmaske 41 durch Bestrahlen der sich bewegenden Simulationsmaske 41 mit einem Elektronenstrahl B von dem optischen Elektronenstrahlsystem 27 gezeichnet. Die Ausgabe des Laser-Interferometers 25 wird dazu verwendet, die Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls B zu steuern. Wenn das Originalmuster gezeichnet wird, misst das Thermometer 41a die Temperatur der Simulationsmaske 41, und die Speicherschaltung 43 speichert die gemessene Temperatur.
Nachdem die Temperatur der Simulationsmaske 41 während des Zeichenvorgangs gemessen wurde, beginnt die Herstellung des eigentlichen Retikels, das heißt die Zeichnung des Originalmusters auf das Glassubstrat. Genauer gesagt, wird das Glassubstrat auf dem X-Y-Tisch 21 gehalten. Danach wird wie in dem obigen Fall der innere Teil der Zeichenkammer 11 evakuiert, und der erste Temperaturregler 15 steuert die Temperatur des ersten Konstanttemperaturwassers 13, um die eingestellte Temperatur der Zeichenkammer 11 konstant zu halten.
Darüberhinaus berechnet im Verlauf der Herstellung des tatsächlichen Retikels die Rechenschaltung 45 die Tempera turverteilung, die mit der Bewegung des Glassubstrats variiert, basierend auf den in der Speicherschaltung 43 gespeicherten Messergebnissen. Auf der Basis der Temperaturverteilung steuert die Hauptsteuerschaltung 47 mindestens den zweiten Temperaturregler 35. In diesem Fall erhält die Hauptsteuerschaltung 47 eine so eingestellte Temperatur, dass eine Abweichung bzw. Schwankung der Temperatur des auf dem X-Y-Tisch 21 gehaltenen Glassubstrats von bzw. gegenüber der Temperaturverteilung minimiert wird. Der zweite Temperaturregler 35 steuert das zweite Konstanttemperaturwasser 33 auf der Basis der eingestellten Temperatur und hält die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 auf der optimalen festgelegten Temperatur (konstanten Temperatur).
In diesem Stadium bewegt die Antriebseinheit 23 den X-Y-Tisch 21 in der X- und Y-Richtung, während das Laser-Interferometer 25 die Position des X-Y-Tisches 21 genau misst. Damit emittiert das optische Elektronenstrahlsystem 27 den Elektronenstrahl B, um ein Originalmuster in einer gegebenen Position auf das Glassubstrat zu zeichnen, während sich das Glassubstrat bewegt. Da die Temperatur des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs fast konstant gehalten wird, kann ein feines Originalmuster mit hoher Präzision gezeichnet werden. Mit anderen Worten sind das Material und die Form der Simulationsmaske 41, die zur Temperaturmessung verwendet werden, im wesentlichen die gleichen wie diejenigen des für die Herstellung des Retikels verwendeten Glassubtrats. Daher kann die Temperatur des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs auf einfache Weise fast konstant gehalten werden, indem die Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 durch die eingestellte Temperatur auf der Basis der Messergebnisse (Verteilung) der Temperatur der Simulationsmaske 41 konstant gestaltet wird. Infolgedessen kann ein Originalmuster fast ohne Positionsfehler gezeichnet werden.
3A und 3B zeigen die Verteilung der Temperatur, die mit der Bewegung der Simulationsmaske 41 variiert.
3A zeigt die erhaltene Temperaturverteilung vor der Optimierung der Temperatur des Konstanttemperaturelements 31. Beispielsweise beträgt die eingestellte Temperatur der Zeichenkammer 11 22,48° C (übrigens beträgt die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 22,89° C). 3B zeigt die erhaltene Temperaturverteilung, nachdem die Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 optimiert wurde. Beispielsweise beträgt die eingestellte Temperatur der Zeichenkammer 11 22,48° C und die des Konstanttemperaturelements 31 beträgt 22,59°C.
In dem obigen Fall wird die Temperaturverteilung wiederholt erhalten, während die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 variiert wird, und die eingestellte Temperatur in der Temperaturverteilung, bei der die Temperaturabweichung bzw. -schwankung am kleinsten wird, wird als die optimale Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 benutzt.
In 3A gibt die Bezugsziffer 101 einen Temperaturbereich von 23,03°C bis 23,035°C an, 102 einen Temperaturbereich von 23,025°C bis 23,03°C, 103 einen Temperaturbereich von 23,02°C bis 23,025°C, 104 einen Temperaturbereich von 23,015°C bis 23,02°C, 105 einen Temperaturbereich von 23,01°C bis 23,015°C, 106 einen Temperaturbereich von 23,005°C bis 23,01°C, 107 einen Temperaturbereich von 23,0°C bis 23,005°C, 108 einen Temperaturbereich von 22,995°C bis 23,0°C, 109 einen Temperaturbereich von 22,99°C bis 22,995°C, 110 einen Temperaturbereich von 22,985°C bis 22,99°C, 111 einen Temperaturbereich von 22,98°C bis 22,985°C, 112 einen Temperaturbereich von 22,975°C bis 22,98°C, 113 einen Temperaturbereich von 22,97°C bis 22,975°C, 114 einen Temperaturbereich von 22,965°C bis 22,97°C, 115 einen Temperaturbereich von 22,96°C bis 22,965°C, 116 einen Temperaturbereich von 22,955°C bis 22,96°C, und 117 einen Temperaturbereich von 22,95°C bis 22,955°C.
In 3B gibt die Bezugsziffer 201 einen Temperaturbereich von 22,925°C bis 22,93°C an, 202 einen Temperaturbereich von 22,92°C bis 22,925°C, 203 einen Temperaturbereich von 22,915°C bis 22,92°C, 204 einen Temperaturbereich von 22,91°C bis 22,915°C, 205 einen Temperaturbereich von 22,905°C bis 22,91°C, und 206 einen Temperaturbereich von 22,9°C bis 22,905°C.
Wie aus den 3A und 3B hervorgeht, beträgt die Temperaturdifferenz 0,085 (= 23,035 – 22,95)° C, bevor die Temperatur des Elements 31 optimal konstant gestaltet wird, während die Temperaturdifferenz 0,03 (= 22,93 – 22,9)° C beträgt, nachdem sie optimal konstant gestaltet wurde. Daraus geht auch hervor, dass es wirksam ist, die konstante Temperatur des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs aufrecht zu erhalten, um die Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 durch die Optimaltemperatur konstant zu gestalten oder die eingestellte Temperatur des zweiten Konstanttemperaturwassers 33 auf der Basis der Temperaturverteilung zu regeln, die erhalten wurde, bevor das Element 31 optimal konstant gestaltet wurde, und die eingestellte Temperatur des Elements 31 zu optimieren.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Nachführcharakteristik des zweiten Konstanttemperaturwassers gegenüber Temperaturschwankungen des Glassubstrats stark verbessert werden. Mit anderen Worten wird das Konstanttemperaturelement 31, dessen Temperatur unabhängig von derjenigen der Zeichenkammer gesteuert werden kann, bereitgestellt, um die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements auf der Basis der Ergebnisse zu steuern, die durch vorheriges Messen der Temperatur der Simulationsmaske erhalten wurden, die im wesentlichen gleich der des Glassubstrats ist. Damit kann das Konstanttemperaturelement auf einfache Weise durch die Optimaltemperatur, die im wesentlichen der konstanten Temperatur des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs entspricht, konstant gestaltet werden. Daher kann die Temperatur des Glassubstrats konstanter gestaltet werden, wenn das Originalmuster gezeichnet wird, als wenn die Temperatur des Glassubstrats nur in der Zeichenkammer stabilisiert wird; infolgedessen kann ein feines Originalmuster ebenfalls mit hoher Präzision gezeichnet werden.
In der vorstehenden ersten Ausführungsform wird die Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 konstant gestaltet oder das Element 31 so gesteuert, dass seine eingestellte Temperatur konstant wird. Die erste Ausführungsform ist nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 einfach mit der gemessenen Temperatur der Simulationsmaske 41 so variiert werden, dass keine Temperaturdifferenz des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs infolge der Positionsveränderungen verursacht wird. In diesem Fall kann ein feines Originalmuster mit höherer Präzision gebildet werden.
Wenn ein Originalmuster auf das Glassubstrat gezeichnet wird, kann die Zeichensteuerschaltung 49 einen Korrekturwert für Zeichnungsdaten zum Zeichnen des Originalmusters auf der Basis der gemessenen Temperatur der Simulationsmaske 41 liefern (beispielsweise eine Temperaturverteilung). Es ist damit möglich, ein feines Originalmuster mit höherer Präzision zu zeichnen, und in diesem Fall kann der Vorteil in Kombination mit der Steuerung der eingestellten Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 noch weiter verbessert werden. Mit anderen Worten, wenn die Zeichnungsdaten auf der Basis der Temperaturverteilung, die mit der Bewegung der Simulationsmaske 41 variiert, korrigiert werden, kann ein feines Originalmuster bis zu einem gewissen Grad mit ausreichend hoher Präzision gezeichnet werden, ungeachtet der Steuerung der eingestellten Temperatur des Konstanttemperaturelements 31.
Die erste Ausführungsform ist nicht nur auf die Steuerung der eingestellten Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 beschränkt. Beispielsweise kann die Temperatur des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs durch Steuern der eingestellten Temperatur sowohl des Konstanttemperaturelements 31 als auch der Zeichenkammer 11 auf der Basis der Temperaturverteilung, die erhalten wird, wenn die Temperatur der Simulationsmaske 41 gemessen wird, stabilisiert werden.
(Zweite Ausführungsform)
4 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Feinmusterbildungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist auf eine Retikel-Herstellungsvorrichtung zum Zeichnen eines Originalmusters auf ein Glassubstrat gerichtet, um ein Retikel herzustellen. Bei dieser Vorrichtung wird die Temperatur des Glassubstrats während des Zeichenvorgangs gemessen, und die eingestellte Temperatur eines Konstanttemperaturelements wird auf der Basis der Messergebnisse gesteuert. Wie 4 zeigt, ist ein Thermometer (zweite Temperaturmessvorrichtung) 51 an einem X-Y-Tisch 21 angebracht. Das Thermometer 51 misst die Temperatur eines an dem X-Y-Tisch 21 gehaltenen Glassubstrats 53, wenn ein Originalmuster darauf gezeichnet wird. In der Retikel-Herstellungsvorrichtung wird das an dem X-Y-Tisch 21 angebrachte Thermometer 51 anstelle des in der Simulationsmaske 41 in der ersten Ausführungsform enthaltenen Thermometers 41a verwendet und misst die Temperatur des Glassubstrats 53 sequentiell, wenn ein Retikel hergestellt wird.
Wenn die Zeichnung eines Originalmusters auf das Glassubstrat 53 (die Herstellung eines Retikels) tatsächlich startet, misst das Thermometer 51 die Temperatur des Glassubstrats 53. Basierend auf der sequentiell gemessenen Temperatur regelt ein zweiter Temperaturregler 35 die Temperatur des zweiten Konstanttemperaturwassers 33, das in ein Konstanttemperaturelement 31 fließt, mit hoher Präzision, beispielsweise durch eine Speicherschaltung 43, eine Rechenschaltung 45 und eine Hauptsteuerschaltung 47. Damit wird die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 so variiert, dass das Glassubstrat 53 immer auf der optimalen Temperatur gehalten werden kann, und die Temperatur des Glassubstrats 53 kann während des Zeichenvorgangs konstant gestaltet werden.
In der zweiten Ausführungsform kann die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelement 31 sequentiell mit der Positionsveränderung des Glassubstrats 53 (Position des X-Y-Tisches 21), basierend auf der von dem Thermometer 51 gemessenen Temperatur des Glassubstrats 53, sequentiell variiert werden. Infolgedessen kann ein feines Originalmuster mit hoher Präzision gebildet werden, ohne die Temperatur infolge der Positionsveränderungen des Glassubstrats 53 zu variieren.
Auch in der zweiten Ausführungsform wird die Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 wie bei der vorstehenden ersten Ausführungsform konstant gestaltet. Mit anderen Worten kann das Konstanttemperaturelement 31 einfach so gesteuert werden, dass seine eingestellte Temperatur konstant wird.
Außerdem kann, wie bei der ersten Ausführungsform, wenn ein Originalmuster auf das Glassubstrat 53 gezeichnet wird, eine Zeichensteuerschaltung 49 einen Korrekturwert für Zeichendaten zum Zeichnen des Originalmusters auf der Basis der gemessenen Temperatur des Glassubstrats 53 liefern. Damit kann ein feines Originalmuster mit hoher Präzision gezeichnet werden. Auch in diesem Fall kann der Vorteil in Kombination mit der Steuerung der eingestellten Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 stark verbessert werden. Mit anderen Worten, wenn die Zeichendaten auf der Basis der gemessenen Temperatur des Glassubstrats 53 korrigiert werden, kann ein feines Originalmuster bis zu einem gewissen Grad mit hoher Präzision ausgebildet werden, unabhängig von der Steuerung der eingestellten Temperatur des Konstanttemperaturelements 31.
Die zweite Ausführungsform ist nicht nur auf die Steuerung der eingestellten Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 beschränkt. Beispielsweise kann die Temperatur des Glassubstrats 53 während des Zeichenvorgangs durch jeweiliges Steuern der eingestellten Temperatur des Konstanttemperaturelements 31 und der Zeichenkammer 11 auf der Basis der gemessenen Temperatur des Glassubstrats 53 stabilisiert werden.
Weder die erste Ausführungsform noch die zweite Ausführungsform ist auf die obige Retikel-Herstellungsvorrichtung beschränkt, sondern kann auch auf verschiedene andere Arten von Feinmusterbildungsvorrichtungen angewandt werden.

Claims

Musterbildungsvorrichtung mit: einer Zeichenkammer (11) mit einem Tisch (21) zum Halten eines Zeichensubstrats, auf das ein Originalmuster aufzuzeichnen ist, einer ersten Temperatursteuereinheit (15, 47) mit einem ersten Temperaturregler (15), wobei die erste Temperatursteuereinheit (15, 47) so konfiguriert ist, dass sie eine Temperatur der Zeichenkammer (11) konstant halten kann, einem Konstanttemperaturelement (31), das nahe dem Zeichensubstrat angeordnet ist, und einer zweiten Temperatursteuereinheit (35, 47) mit einem zweiten Temperaturregler (35), wobei die zweite Temperatursteuereinheit (35, 47) eine eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements (31) unabhängig so steuern kann, dass eine Temperatur des Zeichensubstrats konstant ist, wenn das Originalmuster gezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterbildungsvorrichtung umfasst: ein Simulationssubstrat (41), das auf dem Tisch (21) anzuordnen ist, eine Temperaturmessvorrichtung (41a) zum Messen einer Temperatur des Simulationssubstrats (41), wenn das Originalmuster auf das Simulationssubstrat (41) gezeichnet wird, eine Speicherschaltung (43) zum Speichern der von der Temperaturmessvorrichtung (41a) gemessenen Temperatur des Simulationssubstrats (41), während das Simulationssubstrat (41) seine Position ändert, und eine Rechenschaltung (45) zum Berechnen einer Temperaturverteilung des Simulationssubstrats (41) auf der Basis der in der Speicherschaltung (43) gespeicherten Temperatur, wobei die zweite Temperatursteuereinheit (35, 47) eine Steuerschaltung (47) zum Steuern des zweiten Temperaturreglers (35) auf der Basis der berechneten Temperaturverteilung umfasst.
Musterbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstanttemperaturelement (31) einen Zirkulationspfad (32) aufweist, durch den ein Kühlmittel (33) zirkuliert, und die zweite Temperatursteuereinheit (35, 47) eine Temperatur des durch den Zirkulationspfad (32) zirkulierenden Kühlmittels (33) konstant halten kann.
Musterbildungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulationssubstrat (41) ein Material aufweist, das gleich demjenigen des Zeichensubstrats ist und in der gleichen Form wie das Zeichensubstrat ausgebildet ist.
Musterbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessvorrichtung (41a) am Simulationssubstrat (41) angebracht ist.
Musterbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein optisches Energiestrahlsystem (27) zum Zeichnen des Originalmusters umfasst, wobei das optische Energiestrahlsystem (27) einen Korrekturwert für Zeichendaten zum Zeichnen des Originalmusters auf der Basis der von der Temperaturmessvorrichtung (41a) gemessenen Temperatur liefern kann.
Musterbildungsverfahren mit den Schritten: Messen einer Temperatur eines Simulationssubstrats (41), das in eine Zeichenkammer (11) aufgenommen ist, deren Temperatur durch eine erste Temperatursteuereinheit (15, 47) unter Verwendung einer Temperaturmessvorrichtung (41a) konstant gehalten wird, wenn ein Originalmuster auf das Simulationssubstrat (41) gezeichnet wird und während das Simulationssubstrat (41) seine Position ändert, Berechnen der Temperaturverteilung des Simulationssubstrats (41) auf der Basis der durch die Temperaturmessvorrichtung (41a) gemessenen Temperatur, und Steuern einer zweiten Temperatursteuereinheit (35, 47), die so konfiguriert ist, dass sie eine eingestellte Temperatur eines Konstanttemperaturelements (31), welches nahe einem Zeichensubstrat angeordnet ist, unabhängig von einer Temperatur der Zeichenkammer (11) steuern kann, auf der Basis der berechneten Temperaturverteilung, wenn das Originalmuster auf das Zeichensubstrat gezeichnet wird.
Musterbildungsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Konstanttemperaturelement (31) so gesteuert wird, dass es auf eine konstant eingestellte Temperatur eingestellt wird.
Musterbildungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, mit dem Schritt: Liefern eines Korrekturwerts für Zeichendaten zum Zeichnen des Originalmusters unter Verwendung eines optischen Energiestrahlsystems (27) auf der Basis der durch die Temperaturmessvorrichtung (41a) gemessenen Temperatur.
Musterbildungsvorrichtung mit: einer Zeichenkammer (11) mit einem Tisch (21) zum Halten eines Zeichensubstrats (53), auf das ein Originalmuster. aufzuzeichnen ist, einer ersten Temperatursteuereinheit (15, 47) mit einem ersten Temperaturregler (15), wobei die erste Temperatursteuereinheit (15, 47) so konfiguriert ist, dass sie eine Temperatur der Zeichenkammer (11) konstant halten kann, einem Konstanttemperaturelement (31), das nahe dem Zeichensubstrat (53) angeordnet ist, und einer zweiten Temperatursteuereinheit (35, 47) mit einem zweiten Temperaturregler (35), wobei die zweite Temperatursteuereinheit (35, 47) eine eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements (31) unabhängig so steuern kann, dass eine Temperatur des Zeichensubstrats (53) konstant ist, wenn das Originalmuster gezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterbildungsvorrichtung umfasst: eine Temperaturmessvorrichtung (51) zum Messen der Temperatur des Zeichensubstrats (53), wenn das Originalmuster gezeichnet wird, und ein optisches Energiestrahlsystem (27) zum Zeichnen des Originalmusters, wobei die zweite Temperatursteuereinheit (35, 47) eine Steuerschaltung (47) zum Steuern des zweiten Temperaturreglers (35) auf der Basis der durch die Temperaturmessvorrichtung (51) gemessenen Temperatur umfasst, und das optische Energiestrahlsystem (27) einen Korrekturwert für Zeichendaten zum Zeichnen des Originalmusters auf der Basis der von der Temperaturmessvorrichtung (51) gemessenen Temperatur liefern kann.
Musterbildungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstanttemperaturelement (31) einen Zirkulationspfad (32) aufweist, durch den ein Kühlmittel (33) zirkuliert, und die zweite Temperatursteuereinheit (35, 47) eine Temperatur des durch den Zirkulationspfad (32) zirkulierenden Kühlmittels (33) gemäß der Temperatur des Zeichensubstrats (53) steuern kann.
Musterbildungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessvorrichtung (51) an dem Tisch (21) angebracht ist und der Tisch (21) bewegbar ist.
Musterbildungsverfahren mit den Schritten: Messen einer Temperatur eines Zeichensubstrats (53), das in eine Zeichenkammer (11) aufgenommen ist, deren Temperatur durch eine erste Temperatursteuereinheit (15, 47) unter Verwendung einer Temperaturmessvorrichtung (51) konstant gehalten wird, wenn ein Originalmuster auf das Zeichensubstrat gezeichnet wird, Steuern einer zweiten Temperatursteuereinheit (35, 47), die so konfiguriert ist, dass sie eine eingestellte Temperatur eines Konstanttemperaturelements (31), welches nahe einem Zeichensubstrat (53) angeordnet ist, unabhängig von einer Temperatur der Zeichenkammer (11) steuern kann, basierend auf der durch die Temperaturmessvorrichtung (51) gemessenen Temperatur, wenn das Originalmuster auf das Zeichensubstrat (53) gezeichnet wird und während sich das Zeichensubstrat (53) in der Position ändert, und Liefern eines Korrekturwerts für Zeichendaten zum Zeichnen des Originalmusters unter Verwendung eines optischen Energiestrahlsystems (27) auf der Basis der durch die Temperaturmessvorrichtung (51) gemessenen Temperatur.
Musterbildungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die eingestellte Temperatur des Konstanttemperaturelements (31) gemäß der Temperatur des Zeichensubstrats (53) gesteuert wird.