DE3346001A1

DE3346001A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufzeichnen eines elektronenstrahlmusters

Info

Publication number: DE3346001A1
Application number: DE19833346001
Authority: DE
Inventors: Fumio Fuchu Tokyo Komatsu; Yasuo Kawasaki Matsuoka
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1983-12-20
Publication date: 1984-07-05
Also published as: GB2132390B; GB8333914D0; JPH058566B2; DE3346001C2; GB2132390A; JPS59114818A

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA Kawasaki, Japan

Patentanwälte

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt

Dr phi! G. Henkel. München Dipl -Ing. J. Pfenning. Berlin Dr. rer nat. L. Feiler. München Dipi-Ing W Hänzel, München Dipl.-Phys- K. H Meinig, Berlin Dr. Ing. A Butenschön. Berlin

Mohlstraße 37
D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87 Telex 0529802 hnkld Telegramm: ellipsoid Telefax (Gr 2+3)-089/981426

ETI-58P716-3

20. Dezember 1983/wa

Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Elektronenstrahlmusters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Elektronenstrahlmusters für die ι 5 Verwendung z.B. bei einem Elektronenstrahl-Belichtungsgerät.

Bei der Anfertigung beispielsweise einer Maske bei der Herstellung von Halbleiter(bau)elementen unter Verwen-

IQ dung eines Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts wird der Elektronenstrahl auf eine Elektronenstrahl-Resistschicht auf einer Chromschicht, die auf ein Glas-Substrat aufgebracht ist, geworfen und damit ein Maskenmuster aufgezeichnet. Dabei, wird gemäß Fig. 1 ein in einer Kassette 11 eingespanntes Glas-Substrat 10 auf eine Bühne eines Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts aufgesetzt und so ausgerichtet, daß der Elektronenstrahl unmittelbar auf der Oberfläche des Substrats 10 fokussiert ist. In der K-assette 11 wird das Glas-Substrat 10 durch eine Rückplatte (rear cover) 13 mit dazwischengefügter Strahlungsschicht 12 festgehalten. Dabei werden die beiden Seiten des Glas-Substrats 10 durch Blattfedern 14 in den Richtungen X und Y gegen Bezugsflächen 11X und 11Y (11X nicht dargestellt) der Kassette angepreßt und in waagerechter Richtung (X-Y-Richtung) positioniert. Die lotrechte oder vertikale Stellung des Substrats 10 wird dagegen durch Andrücken desselben gegen die Spitzen von vier in die Kassette 11 eingesetzten Positionieroder Ausrichtstiften 16 mittels der Blattfedern 13 an der Rückplatte 13 eingestellt.

Wenn jedoch das Glas-Substrat 10 in der Kassette 11 nicht einwandfrei ausgerichtet ist, gelangt es in eine schräge Lage zur Bühnenfläche. Eine Längenverkürzung der Ausrichtstifte 16 infolge von Abrieb o.dgl. führt ebenfalls zu einer Neigung des Glas-Substrats 10. In diesem Fall wird der Elektronenstrahl nicht auf jede Stelle der Oberfläche des Substrats 10 einwandfrei

..- .:..:.. -..--„· 3346UU1 ί

fokussiert. Die Schärfentiefe des bei einem solchen Gerät verwendeten Elektronenstrahls beträgt im allgemeinen +10 um - 20 um; wenn daher die Größe der Mißausrichtung infolge der Schräglage des Glas-Substrats 10 größer ist als dieser Wert (z.B. ein Mehrfaches von 10 yum bis zu einigen 100 ^um beträgt), nimmt die Strahlstromdichte auf der Elektronenstrahl-Resistschicht ab, so daß die Musterbreite des auszubildenden Maskenmusters verringert wird. Wenn beispielsweise das entwurfsmäßige Breitenmaß des Musters 10 yum beträgt, nimmt die Breite des tatsächlich erzeugten Musters aufgrund der Schräglage des Substrats 10 auf bis zu 6 um ab.

Die Mißausrichtung des eingespannten Glas-Substrats oder der Verschleiß der Ausrichtstifte in der Kassette lassen sich üblicherweise nur durch Prüfung der Musterabmessungen der hergestellten Maske feststellen. Aus

diesem Grund war das Ausbringen bei der Herstellung 20

solcher Masken bisher außerordentlich ungünstig.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Verfahrens und öiner Vorrichtung zum Aufzeichnen eines

Elektronenstrahlmusters, bei denen ein Elektronenstrahl 25

unabhängig von einer Mißausrichtung der mittels des Elektronenstrahls zu bearbeitenden S.ubstratoberfläche an jeder beliebigen Stelle dieser Oberfläche stets genau fokussiert bzw. scharf gebündelt sein kann.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen und Merkmale gelöst.

Verfahrensmäßig wird die genannte Aufgabe gelöst durch: 35

Abtasten von zweidimensional an mindestens drei Stellen in einem mittels eines Elektronenstrahls zu bearbeitenden Substrat ausgebildeten Markierungen, Ableiten

BAD ORIGtNAL

einer Rückstreu-Elektronenintensitätskurve beim Durchgang des Elektronenstrahls durch jede Markierungsposition, Ableiten einer von der lotrechten Mißausrichtung des zu bearbeitenden (to be drawn) Substrats gegenüber dem normalen Fokus-Einstellzustand abhängenden Korrekturgröße auf der Grundlage der ermittelten Rückstreu-Elektronenintensitätskurve, Ableiten von Ver-,Q teilungs-Korrekturgrößen der Ausgänge einer Elektronen-Linse in den durch gedachte Unterteilung des Substrats beim Aufzeichnen eines Musters erhaltenen Teilbereichen auf der Grundlage dieser Korrekturgrößen und Ableiten einer Korrekturgröße des Ausgangs(signals) einer Strahlte ablenkelektrode in jedem Teilbereich anhand dieser Verteilungskorrekturgrößen bzw. entsprechend diesen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es neigen:

Fig. Λ eine Seitenansicht einer beispielhaften

Kassette zur Halterung eines Maskensubstrats,

Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild für den Fall

der Anwendung der Erfindung auf ein Elektronenstrahl-Musterzeichengerät des Rasterabtasttyps ,

^₀ Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines mit

Schräglage in die Kassette eingesetzten Maskensubstrats,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Änderungen

_O!r in den Mustermaßen an jeder Stelle des

Maskensubstrats für den Fall, daß dieses mit Schräglage gemäß Fig. 3 eingespannt ist,

■«■ -- 0040UU ι

Fig. 5 eine graphische Darstellung des Änderungszustands des Gesamt(teilungs)abstands aufgrund der Schräglage oder Neigung des Maskensubstrats ,

Fig. 6 eine Aufsicht auf das Maskensubstrat, auf dem Markierungen angebracht worden sind und das bei der Vorrichtung nach Fig. 2 verwendet wird,

Fig. 7 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen

Querschnitt durch das Maskensubstrat gemäß

Fig. 6 längs eines Markierungsteils desselben, 15

Fig. 8 eine graphische Darstellung der' Elektronenintensitätskurven des an der Markierungsstelle gemäß Fig. 7 rückgestreuten Elektronenstrahls,

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen den Ausgangskorrekturgrößen einer Linse entsprechend der Unscharfeinstellung

des Elektronenstrahls und den Strahlablenk-25

Korrekturgrößen zu den Mißausrichtungen des waagerechten Strahls,

Fig. 10 eine Aufsicht auf das in gedachte Teilbereiche unterteilte Maskensubstrat und

Fig. 11 ein Funktionsschaltbild für den Fall der Anwendung der Erfindung auf ein Elektronenstrahl-Musterzeichengerät des Vektorabtasttyps,

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein von einer nicht dargestellten Elektronenstrahlquelle eines Elektronenstrahl-Projektionsgeräts 20 ausge-

BAD ORIGINAL

sandter Elektronenstrahl 19 mittels eines Objektivs bzw. einer Sammellinse 21 in Form einer Elektronenlinse konvergiert und durch eine Ablenkelektrode 22 und sodann durch einen Szintillator 23 zur Erfassung der rückstreuenden Elektronen geleitet. Der Elektronenstrahl wird schließlich auf die Oberfläche der Resistschicht fokussiert, die auf einem in einer Kassette 24 ge-

YQ halterten oder eingespannten Maskensubstrat 25 ausgebildet ist. Die Kassette 24 ist ihrerseits auf einer Bühne 26 aufgespannt und wird durch einen Bühnen-Treiber oder -Antrieb 27 in einer waagerechten Ebene in X- und Y-Richtung angetrieben bzw. geführt. Die Fokusein-

jr stellung des Elektronenstrahls 19 durch die Linse 21 erfolgt in der Weise, daß letzterer ein entsprechende Steuersignal zugeführt wird, das durch Anlegen eines digitalen Ausgangssignals von einem Linsen-Regler 28 an einen Digital/Analog- bzw. D/A-Wandler (DAC) 29 des

„₀ Linsensystems erzeugt wird. Zudem erfolgt die Ablenkung des Elektronenstrahls 19 durch die Ablenkelektrode durch Lieferung eines Ausgangssignals eines Ablenkelektroden-Reglers 30 zur Ablenkelektrode 22 über einen D/A-Wandler (DAC) 31 des Ablenksystems.

Es sei nunmehr angenommen, daß das Maskensubstrat 25 derart in die Kassette 24 eingesetzt worden ist, daß sein einer, in der X-Richtung liegender Randteil gemäß Fig. 3 um den Betrag Z angehoben ist. Die Breiten der

g₀ an jedem Punkt A1 - A3, B1 - B3 und C1 - C3 auf dem Maskensubstrat 25 ausgebildeten Muster entsprechen somit aufgrund der Unscharfeinstellung des Elektrodenstrahls 19 der Darstellung von Fig. 4. Wenn angenommen wird, daß die bei normal eingesetztem Maskensubstrat

oc zu erreichende Musterbreite 10 yum beträgt, behalten die Musterbreiten an den Punkten A1, B1 und C1 sowohl in X- als auch in Y-Richtung jeweils die Größe von etwa 10 yum bei. Die Musterbreiten an den Punkten A3,

iO

B3 und C3, in denen die Mißausrichtung am größten ist, werden dagegen äußerst klein und betragen sowohl in X- als auch in Y-Richtung jeweils etwa 6 paa. Gemäß

Fig. 5 tritt außerdem ein der Mxßausrichtungsgroße Z des Maskensubstrats 25 proportionaler Fehler im Gesamtteilungsabstand (total pitch) des Musters auf. Im angenommenen Beispiel ist der Fall veranschaulicht, bei dem ,Q der Fehler nicht weniger als 90.001,00 um im Vergleich zur Sollgröße von 90.000,00 pm beträgt.

Selbst wenn beim beschriebenen Ausführungsbeispiel das Maskensubstrat 25 in der Schräglage gemäß Fig. 3 eingebe setzt ist, wird seine Mißausrichtungsgröße Z im voraus erfaßt oder gemessen, und es wird eine entsprechende Korrektur durchgeführt, durch welche Fehler in der Musterbreite und im Gesamtteilungsabstand ausgeschaltet werden können. Zu diesem Zweck werden zweidimensionale „_n Markierungen an mindestens drei Stellen auf der Oberfläche des Maskensubstrats 25 vorgesehen. Gemäß Fig. 6 sind beispielsweise vier Markierungen 61 - 64 an den vier Ecken des Maskensubstrats 25 ausgebildet.

Gemäß Fig. 7 besitzt das Maskensubstrat 25 eine Konfiguration, bei welcher eine Schicht 72 aus Chrom (Cr) und eine Schicht 73 aus Chromoxid (Cr 0 ) nacheinander auf ein Glas-Substrat 71 aufgebracht bzw. aufgedampft worden sind. Zur Ausbildung beispielsweise der Markierung 61 gemäß Fig. 6 werden die Cr-Schicht 72 und die

Cr 0 -Schicht 73 an der entsprechenden Stelle durch X y ■

Ätzen abgetragen, um die Oberfläche des Glas-Substrats 71 an der Sohle der Markierung 61 freizulegen, worauf die Gesamtoberfläche des Maskensubstrats 25 mit einer _a_ Resistschicht 74 überzogen wird. Die Cr-Schicht 72 und die Resistschicht 74 werden dabei so ausgebildet, daß ihre Dicken z.B. 0,1 yum bzw. 0,5 yum betragen.

Das mit den Markierungen 61-64 versehene Maskensubstrat 25 wird in der Kassette 24 eingespannt und in diesem Zustand auf der Bühne 26 aufgespannt. Beim be-

ί schriebenen Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Markierungen 61 - 64 mittels des Elektronenstrahls 19 abgetastet, bevor ein Elektronenstrahlmuster auf dem Maskensubstrat 26 aufgezeichnet oder ausgebildet wird.

-^q Bei der Abtastung z.B. der Markierung 61 mittels des Elektronenstrahls 19 wird die Lage oder Ausrichtung der Bühne 26 mittels des Bühnen-Treibers 27 so justiert, daß die Position des Elektronenstrahls 19 in Y-Richtung an der Stelle Y1 auf dem Maskensubstrat 25 zu liegen

jK kommt. Wenn die Bühne 26 in dieser Lage in X-Richtung verschoben wird, wird die Markierung 61 durch den Elektronenstrahl 19 abgetastet.

Wenn die bei der Abtastung der Markierung 61 durch den

2Q Elektronenstrahl 19 vom Bereich der Markierung 61 gestreuten Elektronen durch den Szintillator 23 erfaßt werden, ändert sich die Ausgangssignalkurve des Szintillators 23 auf die durch die ausgezogene Linie I oder die gestrichelte Linie II in Fig. 8 angedeutete

2g Weise. Da der Elektronen-Streukoeffizient der Cr O-Schicht 73 um die Markierung 61 herum außerordentlich hoch ist, erhält die Ausgangskurve des Szintillators die durch die ausgezogene Linie I dargestellte Form, wenn der auftreffende Elektronenstrahl 19 genau auf

OQ der Oberfläche des Maskensubstrats 25 fokussiert ist. In diesem Fall sind die Abmessungen des Flecks des Elektronenstrahls 19 gleich groß oder kleiner als die Öffnungsgröße G der Glasoberfläche an der Markierung Eine Rückstreu-Elektronenintensität R1 entsprechend

gc der ausgezogenen Linie oder Kurve I bezeichnet die Strahlstreuung vom Glas-Substrat 71, während R2 die Strahlstreuung von der Oberfläche der Cr 0 -Schicht 73 angibt.

Wenn andererseits der Elektronenstrahl 19 im Bereich der Markierung 61 unscharf eingestellt bzw. nicht c fokussiert ist, sind seine Fleckabmessungen größer als die öffnungsweite G der Glasoberfläche an der Markierung 61, wobei sich auch die Strahlstromdichte verringert, so daß die Rückstreu-Elektronendichte an der Markierung

61 der gestrichelten Linie bzw. Kurve II entspricht, ^g Demzufolge kann somit ersichtlicherweise das Ausmaß der Unscharfeinstellung anhand des Gefälles der gestrichelten Kurve II festgestellt werden.

Das die Reflexions- bzw. Rückstreu-Elektronenintensität, , p- die durch Abtastung der Markierung 61 mittels des Elektronenstrahls 19 auf diese Weise erhalten wird, wiedergebende Signal wird vom Szintillator' 23 zu einer Photoelektronen-Vervielfacherröhre 35 geleitet, durch diese verstärkt und dann zu einem Wellenspeicher 36 geleitet und in diesem in Form von Digitaldaten abgespeichert. Die Speicherung der Daten in diesem Wellenspeicher 36 sowie das Auslesen von Daten aus letzterem erfolgen durch eine Zentraleinheit (CPU) 38 zur Verarbeitung des Reflexions-Elektronensignals in einer Steuerteeinheit 37, die in einem gestrichelt eingezeichneten Block enthalten ist. Für die restlichen Markierungen

62 - 64 wird die Bühne 26 entsprechend bewegt, und die die Reflexions- bzw. Rückstreu-Elektronenintensitäten angebenden Daten werden auf vorstehend beschriebene

QQ Weise in vorbestimmten Speicherplätzen des Wellenspeichers 36 abgespeichert. Wenn andererseits die Markierungen 61-64 mittels des Elektronenstrahls 19 abgetastet werden, werden Ladungen in den Bereichen der Markierungen 61-64 gespeichert, so daß bei

g₅ der späteren Ausbildung des Musters eine Gefahr für Störungen besteht. Dieses Problem tritt jedoch dann nicht auf, wenn die Zahl der Abtastungen der Markierungen 61-64 möglichst klein gehalten wird.

BAD ORIGINAL

Wenn die Reflexions- bzw. Rückstreu-Elektronenintensität im Bereich einer bestimmten Markierung der ge-

strichelten Kurve gemäß Fig. 8 entspricht, bedeutet 5

j dies, daß der Elektronenstrahl 19 an der Stelle dieser Markierung nicht scharfgestellt bzw. fokussiert ist, so daß eine Scharfstellung oder Fokussierung durch Einstellung des Ausgangs der Linse 21 an dieser Stelle durchgeführt werden muß. Die Ausgangskorrektur für diese Linse 21 wird später noch näher erläutert werden.

Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist es in dem Fall, in welchem die Mißausrichtung an dem in die Kassette

eingesetzten Maskensubstrat 25 auftritt, auch nötig, 15

die Elektronenstrahllage oder -position in waagerechter Richtung zu korrigieren und zusätzlich die- vertikale Scharfeinstellung vorzunehmen. Die waagerechte Strahlposition kann dadurch korrigiert werden, daß einfach eine Korrekturdateneinheit zu den Strahlpositionsdaten hinzugefügt wird, die von einer Zentraleinheit (CPU) 39 zur Steuerung des Ablenksystems zum Ablenkelektroden-Regler 30 geliefert werden. Tatsächlich durchgeführte Messungen haben gezeigt, daß die Korrekturgröße für

diese Strahlposition in waagerechter Richtung eine 25

Funktion einer Linsen-Korrekturgröße <dL gemäß Fig.

ist und Größen entsprechend den Kurven ,4XW, AYF und ΛΥΒ in bezug auf die X-Richtung, die Y-Vorwärtsrichtung bzw. die Y-Rückwärtsrichtung besitzt.

Das Ausgangssignal der Photoelektronen-Vervielfacherröhre 35, d.h. die Daten entsprechend der Kurve II gemäß Fig. 8, wird im Wellenspeicher 36 gespeichert. Andererseits werden die Daten gemäß der Kurve I von Fig. 8, d.h. die Bezugsreflexions-Elektronenintensitätsdaten im Scharfstellzustand im voraus in einem Plattenspeicher 41 abgespeichert, der mit der Zentraleinheit 38 über eine Sammelschiene 40 verbunden ist. Auf diese Weise

können z.B. die Linsen-Korrekturgrößen ^L an verschiedenen Stellen in X-Richtung im Bereich der Markierung 61 dadurch berechnet werden, daß eine Bezugsdateneinheit LO auf der Kurve I und eine Meßwertdateneinheit L1 auf der Kurve II an den betreffenden Stellen in X-Richtung aus dem Plattenspeicher 41 bzw. aus dem Wellenspeicher 36 durch die Zentraleinheit 38 ausge-.₀ lesen werden und die Differenz· (LO - L1) = AlA zwischen den beiden Dateneinheiten durch die Zentraleinheit 38 ermittelt wird. Die Daten, welche die auf diese Weise berechneten Linsen-Korrekturgrößen Ali darstellen, werden benutzt, um einen Zugriff zu der Tabelle (table) im

._ Plattenspeicher 41 herzustellen und die Ablenk-Korrektur-Ib

größen gemäß Fig. 9 zu gewinnen. Die Ablenk-Korrekturgrößendaten auf den mit/iXW, ilYF und ,AYB bezeichneten Kurven sind im voraus in der Tabelle des Plattenspeichers 41 abgespeichert worden, und zwar nach Maßgabe verschiedener Werte der Linsen-Korrekturgrößen AL. /υ

Durch lineare Abtastung der Markierungen 61 - 64 durch den Elektronenstrahl 19 auf beschriebene Weise ist es möglich, die -Lins en-Korrekturgrößen AL1 - ZlL4 an den _nc Markierungen 61-64 und die Ablenk-Korrekturgrößen oXW, <1YF und ΔΥΒ zu gewinnen bzw. abzuleiten. Über die Gesamtoberfläche des Maskensubstrats 25 hinweg werden die Objektiv- und Ablenk-Korrekturgrößen anhand dieser Größen auf die nachstehend beschriebene Weise _ gewonnen.

Zunächst sei in Verbindung mit Fig. 10 angenommen, daß der von den Markierungen 61 - 64 auf dem Maskensubstrat 25 umrissene Bereich imaginär in η χ m rechteckige Teilte bereiche Aij (mit i = 1-n, j = 1-m) unterteilt ist, so daß η gleiche Teile in X-Richtung und m gleiche Teile in Y-Richtung erhalten werden. Die betreffenden Linsen-Korrekturgrößen ΔL1 - cL4 an den Markierungen

BAD ORIGINAL

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'61-64 werden dann durch eine Zentraleinheit (CPU) zur Steuerung des Linsensystems auf der Grundlage der Bezugsdaten LO und der Meßwertdaten L1 - L4 berechnet. Gleichzeitig werden die die Größen 1/n und 1/m zur gleichmäßigen Unterteilung des Maskensubstrats 25 in X- und Y-Richtung angebenden, in einem Frequenzvervielfacher-Ausgangswertregler 43 gesetzten Daten

2Q zu einem Frequenzvervielfacher (rate multiplier) 44 ausgegeben. Dieser Ausgabetakt wird durch die Zentraleinheit 42 gesteuert. Der mit der Abtastung des Elektronenstrahls 19 synchronisierte Takt wird von einer Sychronisierschaltung 45 zum Frequenzvervielfacher 44 geliefert.

Demzufolge werden die jedem Teilbereich Aij auf dem Maskensubstrat 25 entsprechenden Signale für i/n und i/m so aus dem Frequenzvervielfacher 44 ausgegeben, daß jeweils ein Impuls für jede Abtastung mittels des Elektronenstrahls 19 ausgegeben wird. Diese Impulse

2Q werden einem Zähler 28a des Linsen-Reglers 28 sowie einem Zähler 30a des Ablenkelektroden-Reglers 30 zugeführt und gezählt.

Der Inhalt des Zählers 28a wird zu einer im Linsende Regler 28 enthaltenen Rechenoperationschaltung 28b ausgegeben, in welcher die proportionale Verteilung der vier von der Zentraleinheit 42 gelieferten Linsen-Korrekturgrößen /ÄL1 - ^d L4 unter Heranziehung des Inhalts des Zählers 28a berechnet wird, um damit die Linsen-Korrekturgrößen ^Li j in den Teilbereichen Aij zu erhalten.

Zu de.m die Beziehungen gemäß Fig. 9 angebenden Tabellenspeicher im Plattenspeicher 41 erfolgt ein Zugriff gc durch die Zentraleinheit 42 unter Heranziehung der auf_vorstehend beschriebene Weise erhaltenen Korrekturgrößen ^Li j , wobei die den Kurven 4XW, .4YF und /IYB entsprechenden (von ihnen abhängenden) Funktionen ΔXW

COPY

, ^YF (UL) und JYB (4L) ausgelesen und diese Funktionsdaten zur Zentraleinheit 39 übertragen werden. Die Zentraleinheit 39 liefert diese übertragenen Funktionsdaten ΔXW (iL) , AYF (Al) und ,4YB (AL) zu einer Rechenoperationsschaltung 30b, so daß es möglich ist, die Ablenk-Korrekturgrößen .4XWij , AYFij und ^₁YBi j nach Maßgabe des Inhalts bzw. Zählstands des Zählers 30a zu erhalten bzw. abzuleiten.

Beispielsweise sei angenommen, daß das Maskensubstrat 25 an der Seite der an ihm vorgesehenen Markierungen 63 und 64 mit Mißausrichtung in die Kassette eingesetzt ist und der Elektronenstrahl an der Seite der 15

Markierungen 61 und 62 fokussiert bzw. scharfgestellt ist. Die Korrekturgrößen für diesen Fall betragen üL1 = 0, ÄL2 = 0, AL3 = LO-L¹ bzw. ÄL4 = LO-L¹.

Zunächst betragen in den Teilbereichen A11 ... Alm 20

der ersten Spalte die Linsen-Korrekturgrößen ÄL11 = LO und ALim = LO-L¹ in den Teilbereichen A11 und Alm, während sie in den mittleren oder dazwischen liegenden Teilbereichen OLi j = LO+i(LO-L') (mit j = 2 bis m-1) betragen. Dabei sind die Ablenk-Korrekturgrößen und ΔYFIj die Größen auf den Kurven ΔXW und A YF nach Maßgabe von ΔL1j gemäß Fig. 9, wobei diese Größen durch die Rechenoperationsschaltung 30b geliefert werden.

In den Teilbereichen A21 bis A2m der zweiten Spalte entsprechen die Linsen-Korrekturgrößen AL21 = 0 und uL2m = LO-L¹ in den Teilbereichen A21 und A2m, während sie in den dazwischen liegenden Teilbereichen

ilL2j = LO-A(LO-L¹) (mit j = 2 bis m-1) entsprechen. ^m

Dabei sind die Ablenk-Korrekturgrößen ΔXW2j und-^YB2j die Größen oder Werte entsprechend den Werten ΔL2j auf den Kurven AXW bzw. ΔΥΒ gemäß Fig. 9. Diese Größen

BAD ORIGINAL

werden von der Rechenoperationsschaltung 30b geliefert. Die anderen Korrekturgrößen in den Teilbereichen A31 bis Anm jeder Spalte werden auf dieselbe Weise abgeleitet, wie sie vorstehend beschrieben ist.

Die auf diese Weise erhaltenen oder gewonnenen Linsen-Korrekturgrößen dLij werden zusammen mit den Bezugs-

.Q ausgangsgrößen über eine Verriegelungsschaltung 28c zum D/A-Wandler 29 geleitet, so daß der Ausgang bzw. das Ausgangssignal der Linse 21 in Übereinstimmung mit den Teilbereichen Aij korrigiert wird und damit die Fokussierung bzw. Scharfeinstellung des Elektronen-

-₅ Strahls 19 durchgeführt werden kann. Gleichzeitig werden die Ablenk-Korrekturgrößen /J XWi j und AYFi j oder ,4YBiJ zusammen mit den Bezugsausgangsgrößen XWO,.YFO und YBO über die Verriegelungsschaltung 30c zum D/A-Wandler 31 geleitet, so daß die horizontale Lageneinsteilung des Elektronenstrahls 19 durchgeführt werden kann.

Selbst wenn das Maskensubstrat 25 mit einer Schräglage in die Kassette 24 eingesetzt ist, können nach diesem Verfahren jederzeit die Schärfentiefe und die horizontale Lage des Elektronenstrahls 19 in beliebigen vorbestimmten Lagen auf dem Maskensubstrat einwandfrei eingestellt werden. Auf diese Weise können die richtigen, entwurfsmäßig vorgesehenen Musterabmessungen gewährleistet werden.

Anhand von Fig. 2 ist vorstehend der Fall beschrieben, in welchem die Erfindung auf eine Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung des Rasterabtasttyps angewandt ist, doch ist sie gleichermaßen auf ein entsprechendes Gerät des Vektorabtasttyps anwendbar. Eine entsprechende Ausfuhrungsform ist in Fig. 11 dargestellt, in welcher den Teilen von Fig. 2 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Die Aus-

.:..:.. ·..--„" 3 J 41> U U

ie

führungsform nach Fig. 11 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 dadurch, daß die Musterpositions-P-information P(X, Y) in einem Chip der Rechenoperationschaltung 30b des Ablenkelektroden-Reglers 30 zugeliefert wird. Während beim Rasterabtasttyp eine Abtastung mittels .des Elektronenstrahls sequentiell in X- und Y-Richtung erfolgt, muß die Musterpositions- -₀ information im Chip beim Vektorabtasttyp dem D/A-Wandler 31 des Ablenksystems zugeführt werden, weil die mittels des Elektronenstrahls zu belichtenden Musterpositionen nicht sequentiell angeordnet sind. Wenn die Musterposition bekannt ist, können das Linsenausgangssignal

.,_ und das Ablenkelektrodenausgangssignal für die Aus-ίο

richtung des Elektrodenstrahls in einer vorgegebenen Position auf ähnliche Weise wie in Fig. 2 in bzw. bezüglich dieser Position korrigiert werden. Während die Steuereinheit 37 in Fig. 2 in vier Funktionsblöcke

37, 38, 39 und 43 unterteilt ist, ist es auch möglich, ZU

gemäß Fig. 11 eine einzige Zentraleinheit (CPU) 37a alle Steuer- und Rechenfunktionen durchführen zu lassen.

Während weiterhin beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.

_nt- die Markierungen 61 - 64 an den vier Ecken des Masken-Zo

Substrats 25 vorgesehen sind, reicht es auch aus, solche Markierungen zweidimensional an mindestens drei vom Musterausbildungsbereich auf dem Maskensubstrat verschiedenen Stellen auszubilden, um damit die Schrägstellung oder Neigung des Maskensubstrats 25 festzustellen.

Als Möglichkeit zur Ableitung der Linsenausgang-Korrekturgrößen in der Lage jeder Markierung können auch die folgenden Verfahren in Betracht gezogen werden, die von den Verfahren verschieden sind, bei dem die Daten für die Kurve I gemäß Fig. 8 im voraus als Bezugsdaten im Speicher abgespeichert werden und die Differenz

BAD ORIQiMAL

zwischen den im Wellenspeicher 36 gespeicherten Daten, d.h. den Daten entsprechend der Kurve II, und den Bezugs daten ermittelt wird und damit diese Korrekturgrößen berechnet werden. Genauer gesagt: es sei angenommen, daß die Daten der Kurve II als Ergebnis der erstmaligen Elektronenstrahlabtastung der Markierung 61 gewonnen wurden. Diese Daten werden im Wellenspeicher 36 abge-

J^q speichert. Sodann wird das vom D/A-Wandler (DAC) 29 des Linsensystems zur Linse zu liefernde Ausgangssignal erhöht, während das Ausgangssignal der Photoelektronen-Vervielfacherröhre 35 auf einem nicht dargestellten Monitorbildschirm beobachtet wird, um dabei die Ein-

jg stellung so vorzunehmen, daß die Ausgangskurve der Vervielfacherröhre 35 der Kurve I im Scharf stell- bzw. Fokussierzustand entspricht. Die Differenz- zwischen dem zu diesem Zeitpunkt eingestellten Linsenausgang und dem Linsenausgang entsprechend der Kurve II, im Wellen-

2Q speicher 36 gespeichert, wird durch z.B. die Zentraleinheit 42 geliefert, so daß die gewünschten Linsenausgang-Korrekturgrößen erhalten werden können.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Aufzeichnen eines Elektronenstrahlmusters auf einem Substrat, auf dem mittels eines Elektronenstrahls ein entsprechendes Muster ausgebildet werden soll,
dadurch gekennzeichnet, daß '

an mindestens drei Stellen auf dem Substrat zweidimensional ausgebildete Markierungen abgetastet werden,

daß Rückstreu-Elektronenintensitätskurven beim Durchc gang des Elektronenstrahls durch jede Markierungsposition abgeleitet werden,

daß auf der Grundlage der so gewonnenen Rückstreu-Elektronenintensitätskurven (Elektronen-)Linsenausgang-Korrekturgrößen in Abhängigkeit von der vertikalen Mißausrichtung des zu bearbeitenden Substrats gegenüber seinem normalen Einstellzustand abgeleitet werden,

daß auf der Grundlage dieser Korrekturgrößen Verteilungs-Korrekturgrößen der Ausgänge (Ausgangssignale) in imaginären Teilbereichen, in .welche das Substrat bei der Musteraufzeichnung unterteilt worden ist, abgeleitet werden, ·

daß anhand dieser Verteilungs-Korrekturgrößen eine Korrekturgröße des Ausgangs(signals) einer Strahlab-

lenkelektrode in jedem Teilbereich entsprechend den 30

Verteilungs-Korrekturgrößen abgeleitet wird und daß diese Korrekturgrößen zum Linsen- und zum Ablenkelektroden-Ausgang (ssignal) hinzuaddiert und damit die Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl vorgenommen
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenausgang-Korrekturgröße durch Einstellung der Linsenausgangsgrößen eines Elektronenstrahlgeräts auf der Grundlage der abgeleiteten Rückstreu-Elektronenintensitätskurven zur Durchführung der Scharfstellung bzw. Fokussierung des Elektronenstrahls und durch Ermittlung der Differenz zwischen der Linsenausgangs- ^q größe bei Abschluß der Einstellung und einer Bezugsgröße gewonnen oder abgeleitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenausgangs-Korrekturgrößen durch Ermittlung

jg der Differenzen zwischen den abgeleiteten Rückstreu-Elektronenintensitätskurven und Bezugsrückstreu-Elektronenintensitätskurven und durch Berechnung der Linsenausgang-Korrekturgrößen auf der Grundlage dieser Differenzen gewonnen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Musteraufzeichnung in jedem Teilbereich nach einem Rasterabtastverfahren erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Musteraufzeichnung in jedem Teilbereich nach einem Vektorabtastverfahren erfolgt, bei dem Daten für die Ausrichtung oder Positionierung eines Elektronenstrahls mittels der Korrekturgröße des Strahl-Ablenkelektroden-

»₀ ausgangs(signals) korrigiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im voraus eine Tabelle (table) vorbereitet wird, welche die Beziehung zwischen der Verteilungs-Korrektur-„p. größe des Ausgangs (signals) in jedem Teilbereich und der entsprechenden Ausgangskorrekturgröße der Strahl-Ablenkelektrode darstellt, und daß die Ausgangskorrekturgrößen der Strahl-Ablenkelektrode unter Heranziehung

der abgeleiteten oder gewonnenen Verteilungs-Korrekturgrößen der Linsenausgänge aus der Tabelle ausgelesen werden.
7. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Elektronenstrahlmusters auf einem entsprechenden Substrat,
gekennzeichnet durch

^q Einrichtungen· (23, 35, 36) zur Ableitung von Rückstreu-Elektronenintensitätskurven bei der Abtastung von

mindestens an drei Stellen eines mittels eines

Elektronenstrahls (19) zu bearbeitenden Substrats (25) zweidimensional ausgebildeten Markierungen (61 - 64),

■je durch eine Einrichtung zur Lieferung von (Elektronen-)-

Linsenausgang-Korrekturgrößen nach Maßgabe einer
.* vertikalen Mißausrichtung des zu bearbeitenden Substrats (25) gegenüber einem normalen Einstellzustand auf der -Grundlage der abgeleiteten Rückstreu-Elektroneninten-

2Q sitätskurven,

durch Einrichtungen (28, 44) zur Ableitung von Verteilungs-Korrekturgrößen der Ausgänge in imaginären
Teilbereichen, in welche das Substrat bei der Musteraufzeichnung unterteilt ist, auf der Grundlage der

2g Ausgang-Korrekturgrößen,

durch Einrichtungen (30, 44), um aus den Verteilungs-Korrekturgrößen eine Korrekturgröße des Strahlablenkausgangs (signals) in jedem Teilbereich entsprechend
den Verteilungs-Korrekturgrößen abzuleiten, und

durch Einrichtungen (28c, 3Oc) zum Addieren dieser

Korrekturgrößen zum Linsen- und zum Ab lenk-Aus gangs- t

(signal) , um damit die Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl vorzunehmen.