JP2002064050A - パターン描画装置における温度測定方法 - Google Patents
パターン描画装置における温度測定方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
正確に測定し、高精度なパターンを形成できる微細描画
装置における温度測定方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 温度測定手段3と、この温度測定手段3
によって測定された温度を記録する記録手段4とを具備
するダミー基板1を、描画装置に接続された恒温装置内
に搬送し、次に前記描画チャンバー10内に搬送し、次
に前記描画チャンバー10内のステージ15上に設置す
ることによって、前記恒温装置、前記ステージ15上の
搬送経路における前記ダミー基板1の温度履歴を前記記
録手段に記録することによって測定するパターン描画装
置における温度測定方法。
Description
装置における温度測定方法に関する。
い、半導体装置に要求される回路線幅はますます微細化
されてきている。これらの半導体装置は、従来、所望の
回路パターンを形成するのに数十種類の原画パターン
(レチクル或いはマスクと呼ばれる)を、半導体ウエハ
上の露光領域に高精度に位置合わせして、転写すること
によって作成している。この半導体ウエハが光学系に対
しステップ&リピートするためにこの転写装置はステッ
パと呼ばれている。
パターンの形成方法は、片面にCrを蒸着したガラス基
板上に、レジストが均一に塗布された基板を用い、この
基板上に電子ビームを照射して、パターン設計データに
したがってビームスポットを走査する。そして現像する
ことによって電子ビームが照射された部分のレジストを
マスクとして、下層のCrをエッチングし前記レジスト
を除去することによって所望のパターンを形成する。
する場合、描画中にガラス基板の温度が変化するとガラ
ス基板の膨張や収縮が生じる。描画の際、ガラス基板は
レーザ干渉計により精密に制御された描画ステージ上に
固定されており、ガラス基板上のどこにパターンを描画
するかは、レーザ干渉計の測定値に基づき制御される。
したがって描画中にガラス基板が膨張や収縮するとパタ
ーンの位置誤差が生じる。例えば、合成石英からなるガ
ラス基板の線膨張係数αはα=0.4×10− 6である
ので、描画中のガラス基板温度が1℃変化すると、ガラ
ス基板上で130mm隔てた2点間の距離は130mm
×α=52nm変化し、パターン位置の誤差としては大
きい値となる。このことはステージ上にガラス基板を搬
送する前の温度が低い場合、描画中における温度変化が
大きくなり前記パターン位置の誤差はより顕著となる。
搬送する経路は、温度制御された恒温水を近傍に通過さ
せることにより温度の安定化を図っている。また温度制
御のために、基板搬送経路内の各主要部に温度計を設置
し、恒温化しているかどうかモニタする必要がある。
かならずある量の測定値ずれ(JIS1級で絶対値±
0.15℃)を持つため、搬送経路を一様の温度に設定
するためには、各温度計の個体差を較正する必要があっ
た。しかし、温度較正を行うためには温度の絶対基準を
用意して数十個ある温度計を全て合わせこむ必要があ
り、調整に多大な労力を要する。
描画中は基板から離れたステージ上或いはチャンバー内
に設置しなければならず、実際の基板そのものの温度を
正確に測定することができないという問題がある。
鑑みてなされたもので、搬送途中の基板温度及び描画中
の基板温度を正確に測定し、高精度なパターンを形成で
きる微細描画装置における温度測定方法を提供すること
を目的とする。
に、本発明は、描画チャンバーと、前記描画チャンバー
内に設置されたステージと、前記描画チャンバーと接続
された待機用チャンバーと、前記待機用チャンバー内に
設置された恒温装置とを具備するパターン描画装置にお
ける温度測定方法において、温度測定手段と、前記温度
測定手段によって測定された温度を記録する記録手段と
を具備するダミー基板を、前記恒温装置に搬送し、次に
前記描画チャンバー内に搬送し、次に前記ステージ上に
設置することによって、前記恒温装置、前記ステージ上
の搬送経路における前記ダミー基板の温度履歴を前記記
録手段に記録することを特徴とするパターン描画装置に
おける温度測定方法を提供する。
描画チャンバー内に設置されたステージと、前記描画チ
ャンバーと接続された待機用チャンバーと、前記待機用
チャンバー内に設置された恒温装置とを具備するパター
ン描画装置における温度測定方法において、温度測定手
段と、前記温度測定手段によって測定された温度を電磁
波に変換し出力する発信手段とを具備するダミー基板
を、前記高温装置に搬送し、次に前記描画チャンバー内
に搬送し、次に前記ステージ上に設置することによっ
て、前記恒温装置、前記ステージ上の搬送経路における
前記ダミー基板の温度履歴を前記発信手段から前記チャ
ンバー外部で受信することによって測定することを特徴
とするパターン描画装置における温度測定方法を提供す
る。
描画チャンバー内に設置されたステージと、前記描画チ
ャンバーと接続された待機用チャンバーと、前記待機用
チャンバー内に設置された恒温装置とを具備するパター
ン描画装置における温度測定方法において、温度測定手
段と、前記温度測定手段に接続された端子とを具備する
ダミー基板を、前記恒温装置に搬送し、次に前記描画チ
ャンバー内に搬送し、次に前記ステージ上に設置するこ
とによって、前記恒温装置、前記ステージ上の搬送経路
における前記ダミー基板の温度を前記搬送経路内に設け
られた接続手段と前記ダミー基板の前記端子とを接続す
ることによって測定することを特徴とするパターン描画
装置における温度測定方法を提供する。
ダミー基板を滞留し、当該場所の温度を測定する工程
と、前記搬送経路内の温度分布を計算する演算工程と、
前記計算結果に基づき搬送経路内の温度を最適な値に制
御する制御工程とを具備することが好ましい。
に前記ダミー基板を滞留し、当該場所の温度を測定する
工程と、前記搬送経路内の温度分布を計算する演算工程
と、前記計算結果に基づき前記描画装置にパターン描画
データの補正値を与える制御工程と具備することが好ま
しい。
描画チャンバー内に設置されたステージと、前記描画チ
ャンバーと接続された待機用チャンバーと、前記待機用
チャンバー内に設置された恒温装置とを具備するパター
ン描画装置における温度測定方法において、温度測定手
段と、前記温度測定手段に接続された端子とを具備する
ダミー基板を、前記ステージ上に搬送し、前記ステージ
に設けられた接続手段と前記ダミー基板に設けられた前
記端子とを接続して前記ステージ上に設置された前記ダ
ミー基板の温度を測定することを特徴とするパターン描
画装置における温度測定方法を提供する。
る原画パターンを形成するためのマスク基板と、実質的
に同じ形状を持つダミー基板に温度計を設置し、実際の
マスク基板を搬送するのと同じ条件で、ダミー基板を描
画装置内に搬送し、描画装置内での温度履歴を測定する
ことを骨子とする。
基板の温度変化を測定可能になり、ダミー基板の温度履
歴データに基づいて必要に応じて描画装置や恒温装置、
ロードロック装置等の温度制御を調整し、或いはパター
ン露光条件を調整することで、合わせずれのない高精度
パターンマスクを製造することが可能となる。
しい実施形態について説明する。
1に係る高精度パターン描画装置における温度測定方法
に用いるダミー基板の上面から見た概略図である。
ぼ同じ形状に加工されたガラス基板である。符号3は白
金抵抗体や熱電対等の温度計、符号4はマイクロコンピ
ュータを内蔵する半導体メモリ等の記憶手段を示す。温
度計3はガラス基板1の表面上に設置され、ガラス基板
1内部に埋め込まれている記憶手段4と電気的に接続さ
れている。また温度計4が白金抵抗体や熱電対の場合、
温度は電位差として測定されるので電圧計を介して記憶
手段に記憶されるようになっている。
画装置の上面から見た概略図である。
Yステージ15が配置されている。この描画チャンバー
10は、ゲートバルブ32を介して、ロボット室31と
接続されている。ロボット室31は恒温装置が設置され
ている描画待機用チャンバー8及びロードロック30と
接続されている。描画チャンバー10には温度制御手段
11が設置されステージ15の温度制御をし、描画待機
用チャンバー8には温度制御手段14が接続され描画待
機用チャンバー内に設置されている恒温装置の温度制御
を行う。
ン描画装置に、図1に示した温度計3及び記録手段4を
具備するダミー基板1を搬入してその温度履歴を測定す
る場合について述べる。
ドロック30内に配置し、真空引きしてロボット室31
に接続する。このときロボット室31、描画待機用チャ
ンバー8、描画チャンバー10は予め排気されている。
にあるロボットアームによって描画待機用チャンバー8
内に設置されている恒温装置上に搬入される。この恒温
装置は、温度制御手段14によって、描画チャンバー1
0内のステージ15と同じ温度になるように温度制御手
段11と同じ温度に設定されている。ダミー基板1は、
描画待機用チャンバー8内で一定時間待機し、一定温度
になるように恒温化される。
示すように、ロボットアームによって描画待機用チャン
バー8内から搬出され、描画チャンバー10内のステー
ジ上に搬入され設置される。このときゲートバルブ32
は開閉される。
ジ15上に設置された状態を示す断面図である。
ジ15上の基板保持手段2によって固定されている。図
中12は電子ビームを照射するための鏡筒である。
置を作動させる。描画終了後ダミー基板1は、ロボット
アームによって、描画チャンバー10から搬出され、ロ
ードロック30に搬出される。
び搬出過程における温度変化を、温度計3によって測定
し、この測定結果を記録手段4によって記録する。
の時間変化を示す。
間(T1=2時間)保持後、ステージ15上にT2時間
(T2=2.5時間)保持して描画したときの温度変化
を示している。
8内の温度t1(t1=22.39℃)からステージ上
の温度t2(t2=23.02℃)まで、徐々に温度が
上昇している様子が分かる。
する前には、ステージ15の温度制御装置11と、描画
待機用チャンバー8内における恒温装置の温度制御装置
14の設定温度を同じ値にしていたが、それぞれの温度
センサーには誤差があり、実際にダミー基板1を搬入し
てみると、その経路においてダミー基板1自体が受ける
温度には差が生じていることが分かる。
度検査をせずにマスク基板を描画していれば、ステージ
15上に設置してから描画が終了するまでに温度差によ
る膨張或いは収縮が起こり高精度パターンを描画するこ
とができない。
中における描画待機用チャンバー8内の恒温装置の設定
温度が低いと判断し、温度制御装置14の設定温度をΔ
t=t2(ステージ温度)−t1(恒温装置温度)だけ
昇温した。
テージ15の温度制御装置11の設定温度をΔt=t2
(ステージ温度)−t1(恒温装置温度)だけ降温させ
ても良い。
度調整が正しく行われていることの確認或いは正しくな
ければ微調整のために、再度ダミー基板1を搬入して温
度履歴を検出することが好ましい。
となったことを確認後、ステージ15の温度制御装置1
1と描画待機用チャンバー8内の恒温装置に接続された
温度制御装置14の温度目盛りを合わせこむことによっ
て、それぞれの温度計の温度較正を行うこともできる。
度変化を測定し、温度補正することで、実際のマスク基
板を描画する際に、装置内の温度差からくる基板の膨張
・収縮を抑えることが可能となり、高精度パターンを形
成することが可能となる。
施形態2に係る高精度パターン描画装置における温度測
定方法に用いるダミー基板の上面から見た概略図であ
り、図5(b)はダミー基板からの温度データを外部で
受信し記録する装置の概略図である。
ぼ同じ形状に加工されたガラス基板である。符号3は白
金抵抗体や熱電対等の温度計、符号5はマイクロコンピ
ュータを内蔵する発信手段を示めす。温度計3はガラス
基板1の表面上に設置され、ガラス基板1内部に埋め込
まれている発信手段4と電気的に接続されている。また
温度計4が白金抵抗体や熱電対の場合温度は電位差とし
て測定されるので電圧計を介して発信手段5に送られ電
磁波に変換される。
信された電磁波を受信手段6で受信し、記録手段4に記
録するように接続されている。
1と同様に用いることで、搬入経路における温度履歴を
測定することが可能となる。
ける温度履歴をリアルタイムで外部装置によってモニタ
できるので、ステージ15の温度制御装置11及び描画
待機用チャンバー8内における恒温装置の温度制御装置
14の合わせこみもより一層高精度に行うことが可能と
なる。
3に係る高精度パターン描画装置における温度測定方法
に用いるダミー基板の上面から見た概略図である。
ぼ同じ形状に加工されたガラス基板である。符号3は白
金抵抗体や熱電対等の温度計、符号7は温度計3に接続
された出力端子を示す。温度計3及び出力端子7はガラ
ス基板1の表面上に設置されている。
ャンバー8内の恒温装置に、ダミー基板1の出力端子7
と接続可能な端子を配置し、温度制御装置14等の外部
装置からダミー基板1上の温度計の測定値をモニタでき
るようになっている。
8内の恒温装置の温度を測定し、次に、ダミー基板1を
ロボットアームでステージ15上に搬入し、ステージ上
にて温度が安定するまで十分滞留した後、すばやくロボ
ットアームで描画待機用チャンバー8内に移動させて温
度をモニタする。こうすることでステージ15上におけ
る基板温度を測定することができる。
れた出力端子7とを接続できるように搬入経路に別途端
子を設けることも可能である。例えば、このような端子
をステージ15に設けることによって描画待機チャンバ
ー8内の恒温装置から搬入されたダミー基板1の温度変
化の様子がリアルタイムで観測できる。
基板1がステージ15上に設置された状態を示す断面図
である。
ジ15上の基板保持手段2によって固定されている。図
中12は電子ビームを照射するための電子光学鏡筒であ
る。
ける出力端子7と電気的に接続された配線13が通され
ており、外部の記憶手段4と接続されている。
ビームを照射すると、ビーム照射によるダミー基板1の
温度変化をリアルタイムで測定することができる。温度
変化は描画するパターンデータなどの条件によって変化
するため、ダミー基板1によって予め所望の描画データ
により温度変動を測定しておく。次に、この温度変動デ
ータを基にダミー基板1に温度変動が生じないように、
ステージ15温度を温度制御装置11にて制御する。こ
のときの制御データを基に、実際のマスク基板を描画す
ることによって、基板温度変動が生じず、高精度のパタ
ーンを形成することが可能となる。
基板1がステージ15上に設置された状態を示す断面図
である。
ジ15上の基板保持手段2によって固定されている。図
中12は電子ビームを照射するための電子光学鏡筒であ
る。また符合16は、電子ビームの出力や描画パターン
を制御する描画制御装置である。
ける出力端子7と電気的に接続された配線13が通され
ており、外部の記憶手段4と接続されている。
ビームを照射すると、ビーム照射によるダミー基板1の
温度変化をリアルタイムで測定することができる。温度
変化は描画するパターンデータなどの条件によって変化
するため、ダミー基板1によって予め所望の描画データ
により温度変動を測定しておく。次に、この温度変動デ
ータを基にマスク基板の伸縮を計算し、描画制御装置1
6に入力して、実際のマスク基板を描画するときにマス
ク基板の伸縮に対応してパターン描画させることによっ
て、基板温度の変動が生じても、高精度のパターンを形
成することが可能となる。
板温度を測定し、このデータに基づいて、装置内の温度
補正をし、或いはパターン補正をすることで、高精度の
パターンを形成することが可能となる。
画装置における温度測定にもちいるダミー基板の上面概
略図。
図。
図。
画装置における温度測定の測定結果を示す図。
画装置における温度測定にもちいる、(a)ダミー基板
の上面概略図及び(b)外部受信装置と記憶手段を示す
概略図。
画装置における温度測定にもちいるダミー基板の上面概
略図。
画装置の断面概略図。
画装置の断面概略図。
Claims (6)
- 【請求項1】描画チャンバーと、前記描画チャンバー内
に設置されたステージと、前記描画チャンバーと接続さ
れた待機用チャンバーと、前記待機用チャンバー内に設
置された恒温装置とを具備するパターン描画装置におけ
る温度測定方法において、 温度測定手段と、前記温度測定手段によって測定された
温度を記録する記録手段とを具備するダミー基板を、前
記恒温装置に搬送し、次に前記描画チャンバー内に搬送
し、次に前記ステージ上に設置することによって、前記
恒温装置、前記ステージ上の搬送経路における前記ダミ
ー基板の温度履歴を前記記録手段に記録することを特徴
とするパターン描画装置における温度測定方法。 - 【請求項2】描画チャンバーと、前記描画チャンバー内
に設置されたステージと、前記描画チャンバーと接続さ
れた待機用チャンバーと、前記待機用チャンバー内に設
置された恒温装置とを具備するパターン描画装置におけ
る温度測定方法において、 温度測定手段と、前記温度測定手段によって測定された
温度を電磁波に変換し出力する発信手段とを具備するダ
ミー基板を、前記高温装置に搬送し、次に前記描画チャ
ンバー内に搬送し、次に前記ステージ上に設置すること
によって、前記恒温装置、前記ステージ上の搬送経路に
おける前記ダミー基板の温度履歴を前記発信手段から前
記チャンバー外部で受信することによって測定すること
を特徴とするパターン描画装置における温度測定方法。 - 【請求項3】描画チャンバーと、前記描画チャンバー内
に設置されたステージと、前記描画チャンバーと接続さ
れた待機用チャンバーと、前記待機用チャンバー内に設
置された恒温装置とを具備するパターン描画装置におけ
る温度測定方法において、 温度測定手段と、前記温度測定手段に接続された端子と
を具備するダミー基板を、前記恒温装置に搬送し、次に
前記描画チャンバー内に搬送し、次に前記ステージ上に
設置することによって、前記恒温装置、前記ステージ上
の搬送経路における前記ダミー基板の温度を前記搬送経
路内に設けられた接続手段と前記ダミー基板の前記端子
とを接続することによって測定することを特徴とするパ
ターン描画装置における温度測定方法。 - 【請求項4】前記搬送経路内の少なくとも1箇所に前記
ダミー基板を滞留し、当該場所の温度を測定する工程
と、前記搬送経路内の温度分布を計算する演算工程と、
前記計算結果に基づき搬送経路内の温度を最適な値に制
御する制御工程とを具備することを特徴とする請求項1
乃至請求項3のいずれか1項に記載のパターン描画装置
における温度測定方法。 - 【請求項5】前記搬送経路内の少なくとも1箇所に前記
ダミー基板を滞留し、当該場所の温度を測定する工程
と、前記搬送経路内の温度分布を計算する演算工程と、
前記計算結果に基づき前記描画装置にパターン描画デー
タの補正値を与える制御工程と具備することを特徴とす
る請求項1、請求項2或いは請求項3記載のパターン描
画装置における温度測定方法。 - 【請求項6】描画チャンバーと、前記描画チャンバー内
に設置されたステージと、前記描画チャンバーと接続さ
れた待機用チャンバーと、前記待機用チャンバー内に設
置された恒温装置とを具備するパターン描画装置におけ
る温度測定方法において、 温度測定手段と、前記温度測定手段に接続された端子と
を具備するダミー基板を、前記ステージ上に搬送し、前
記ステージに設けられた接続手段と前記ダミー基板に設
けられた前記端子とを接続して前記ステージ上に設置さ
れた前記ダミー基板の温度を測定することを特徴とする
パターン描画装置における温度測定方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000250848A JP4150493B2 (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | パターン描画装置における温度測定方法 |
US09/933,719 US6676289B2 (en) | 2000-08-22 | 2001-08-22 | Temperature measuring method in pattern drawing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2002064050A true JP2002064050A (ja) | 2002-02-28 |
JP4150493B2 JP4150493B2 (ja) | 2008-09-17 |
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ID=18740352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000250848A Expired - Lifetime JP4150493B2 (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | パターン描画装置における温度測定方法 |
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US (1) | US6676289B2 (ja) |
JP (1) | JP4150493B2 (ja) |
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