熱膨張誤差制御システム
クリーンルームの温度はいつも23℃で一定に保たれています。露光装置の
置かれる環境は23±0.1℃以下の範囲で精密に制御されています。じかし、装置内にはさまざまな熱源があり、熱源は時間で変動するため、石英スタンパ や被転写基板の温度が変動することがあります。
温度変動の最大原因は、露光のための紫外線照射による温度変動ですが、ステージ駆動の ためのリニアモータ等も温度変動の原因となります。
石英スタンパも被転写基板も熱膨張するため、熱膨張起因のスケール誤差が発生します。
高位置精度を達成するためには、熱膨張誤差を厳密に制御することが不可欠です。
熱膨張誤差制御システム例を図10-1に示します。
図10-1において、環境温度は23±0.1℃に制御されているとします。
紫外線照射やリニアモータによる発熱は、石英スタンパや被転写基板の温度を上昇する 方向に働きます。
ここで、環境温度が23℃に設定されているのは、人間の作業環境を考慮しての設定であり、 必ずしも石英スタンパや被転写基板の設定温度を23℃にする必要はありません。
ここでは、仮に石英スタンパや被転写基板設定温度を環境温度より5℃高い28℃に 設定するとします。
ここで注意しなければならないのは、長寸法の基準温度が23℃となっている点です。 基準温度を28℃とするわけですので、運用上の補正が必要となります。（あらかじめ、 石英スタンパの長寸法を補正して作成する必要があります。）
図10-1において、石英スタンパは遠赤外ヒータを用いて加熱し28℃になるように制御 します。遠赤外ヒータに流す電流が少なければ、石英スタンパの温度は23℃の方向に 変化するでしょう。遠赤外ヒータに流す電流を大きくすると石英スタンパの温度は28℃ を越える方向に温度が変化するはずです。
ここで、R=10m石英板には温度センサーが仕込まれており、温度センサー部の温度が28℃ になるように厳密な制御が可能です。
同様に被転写基板はヒータを用いて加熱し28℃になるように制御 します。ヒータに流す電流が少なければ、被転写基板の温度は23℃の方向に 変化するでしょう。ヒータに流す電流を大きくすると被転写基板の温度は28℃ を越える方向に温度が変化するはずです。
ここで、ウエハチャックには温度センサーが仕込まれており、温度センサー部の温度が28℃ になるように厳密な制御が可能です。
ここで疑問が生じるのは、温度センサー部の温度が石英スタンパや被転写基板の温度と 等しいのか？石英スタンパや被転写基板に直接温度センサーを付けられないのか？
実装上の都合で石英スタンパや被転写基板に直接温度センサーを付けられないのです。
石英スタンパや被転写基板の近傍に設置するきりありません。 従って、若干の温度誤差が生じるはずです。しかし、環境温度、R=10m石英板温度、ウエハチャック温度と 石英スタンパ温度、被転写基板温度の関係式を実験的に見出せれば、環境温度、R=10m石英板温度、ウエハチャック温度 で制御することは可能なはずです。
スケール誤差補正システム実用機では、超高精度のレーザ測長フィードバックのXYθステージを実装します。 また、高精度パターン認識によるアライメント機能を実装します。
上記の機能により、被転写基板上のパターンの長寸法を厳密に測定することが可能です。
石英スタンパのパターンを被転写基板上に転写すれば、転写パターンの長寸法を厳密に測定することが可能です。
もし、上記の長寸法に不一致が確認された場合、図10-1に示す制御システムでは、石英スタンパと被転写基板の 温度をそれぞれ独立に制御できるため、長寸法の不一致を補正することが可能です。
スケール誤差補正システムは、超高精度のレーザ測長フィードバックのXYθステージと高精度パターン認識によるアライメント機能 を必要とするため、実用機の試作段階で確認できることになります。
まとめ・ナノインプリント技術は次世代リソグラフィー技術として、最も有望です。
・実用化のためには、無欠陥ステップ&リピート転写の実証が不可欠です。
・さらには、転写パターンのスケール誤差（熱膨張誤差）の厳密な制御の実証が必要です。
工学関係の雑学７章：加圧によるレジスト流動に行く。