DE3939456A1

DE3939456A1 - Verfahren zur belichtung eines werkstuecks mittels elektronenstrahllithographie

Info

Publication number: DE3939456A1
Application number: DE3939456A
Authority: DE
Inventors: Holger Dr Huebner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1991-06-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belichtung eines Werk stücks mittels Elektronenstrahllithographie.

Bei der Belichtung von Werkstücken mit Hilfe von Elektronen strahllithographie kommt es in Folge der Elektronenstreuung am Substrat zu Fehlbelichtungen, die sich besonders an Rändern von zu belichtenden Strukturen auswirken. Durch die Elektronen streuung am Substrat wird die Belichtungsdosis in einen Be reich des Substrats verteilt, der Streuhof genannt wird. Dieser Streuhof führt zu einer Unterbelichtung von Rändern und Ecken der Strukturen, da ein Teil der Belichtungsdosis aus der Struktur herausgestreut wird und dieser Verlust nicht durch Hereinstreuung angrenzender Bereiche kompensiert werden kann. Ebenso führt der Streuhof zu einer Unterbelichtung kleiner Flächen und dünner Linien.

Es sind Lösungsansätze bekannt, mit denen das Problem der Fehl belichtungen dadurch gelöst werden soll, daß an den Rändern fehlende Ladung zusätzlich deponiert wird. Aus R.L. Kostelak et al, J. of Vacuum Sci. Technol. Part B, 6 (1988) S. 2042 ff. ist z. B. bekannt, die fehlende Ladung durch eine zusätzliche, defokussierte Belichtung des Komplements der zu schreibenden Struktur zu deponieren. Dieses Verfahren führt jedoch zu einem mehr als doppelten Aufwand an Schreibzeit. Aus J. Appl. Phys. 50 (6) (1979) S. 4371 ff.; J. Appl. Phys. 50 (6) (1979) S. 4378 ff.; J. Appl. Phys. 50 (6) (1979) S. 4383 ff. ist z. B. bekannt, den Rand der zu schreibenden Struktur mit erhöhter Dosis zu schreiben, wobei die individuellen Dosen der Randstreifen empirisch ermittelt werden. Die empirische Er mittlung der erforderlichen Dosen ist mit einer Reihe von Fehlerquellen behaftet und daher unbefriedigend. Im übrigen werden in diesen Verfahren die Beeinflussung benachbarter Strukturdetails nicht berücksichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Belichtung eines Werkstücks mittels Elektronenstrahllithographie anzugeben, bei dem die Unterbelichtung der Ränder der Strukturen auf zuverlässige Weise vermieden wird und das in einer vertretbaren Zeit durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Belichtung eines Werkstücks mittels Elektronenstrahllitho graphie mit folgenden Merkmalen:

a) die Belichtung erfolgt entsprechend einem vorgegebenen Muster mit Strukturelementen innerhalb der Strukturelemente in folgenden Schritten:
b) in vorgegebenen Fensterbereichen des Musters wird jedes darin liegende Strukturelement in mehrere, das Struktur element vollständig ausfüllende Flächenelemente unterteilt, und es wird für jedes Flächenelement ausgehend von einer vorgegebenen Belichtungsdosis eine optimale Belichtungs dosis durch Iteration bestimmt,
c) die Iteration erfolgt durch Berechnung der sich bei ge gebener Belichtungsdosis ergebenden Ladungsverteilung und durch Minimierung der Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und einer vorgegebenen Zielladungsver teilung an vorgegebenen Punkten im Sinne einer Norm, bei der Punkte mit extremer Abweichung das großte Gewicht haben,
d) die Belichtung des mit einer elektronenempfindlichen Lack schicht versehenen Werkstücks erfolgt innerhalb der Fenster bereiche mit der je Flächenelement optimalen Belichtungs dosis und außerhalb der Fensterbereiche mit einer vorgege benen Belichtungsdosis.

Es liegt insbesondere im Rahmen der Erfindung, die Minimierung der Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und der Zielladungsverteilung im Sinne einer Tschebyscheff-Norm durchzuführen. Die Definition der Tschebyscheff-Norm ist allge mein bekannt (vergl. z. B. Enzyklopädie Naturwissenschaft und Technik, Bd. 5, Verlag Moderne Industrie, München 1981, Seite (4649):

Ist E eine kompakte Teilmenge eines euklidischen Raumes und f eine stetige, auf E definierte Funktion, so wird die Norm

Tschebyscheff-Norm genannt.

Die beste Approximation bezüglich einer Tschebyscheff-Norm wird als Tschebyscheff-Approximation bezeichnet.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden als Fensterbereiche, in denen die optimale Belichtungsdosis iterativ bestimmt wird, solche Bereiche vorgegeben, in denen starke Fehlbelichtungen erwartet werden. Als Punkte, an denen die Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und Zielladungsverteilung minimiert wird, werden solche Punkte vorgegeben, an denen eine starke Fehlbelichtung erwartet wird. Da die Minimierung er findungsgemäß bezüglich einer Norm erfolgt, bei der Punkte mit extremer Abweichung das größte Gewicht haben, ist diese Auswahl der vorgegebenen Punkte ausreichend. Da die optimale Be lichtungsdosis nur in den vorgegebenen Fensterbereichen be stimmt wird, da die Minimierung der Abweichung zwischen der be rechneten Ladungsverteilung und der Zielladungsverteilung nur an den vorgegebenen Punkten erfolgt und da überdies die vorge gebenen Punkte so gewählt sind, daß sie bezüglich der ver wendeten Norm das größte Gewicht haben, wird nur geringe Rechen zeit zur Bestimmung der optimalen Belichtungsdosis benötigt und die Zeit zur Belichtung des Werkstücks dadurch kaum vergrößert.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Unterteilung der Strukturelemente in geschlossene Poly gonzüge, insbesondere in rechtwinklige Dreiecke und Rechtecke, wirkt sich vorteilhaft aus in Bezug auf die Rechenzeit bei der Berechnung der Ladungsverteilung. Des weiteren ist dabei von Vorteil, daß die Punkte, an denen die Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und der Zielladungsverteilung minimiert wird, automatisch bestimmt werden. Eine Unterteilung der Strukturelemente in von einem oder mehreren Saumelementen benachbarten Flächenelemente ist immer dann günstig, wenn eine starke Fehlbelichtung am Rand der Strukturelemente befürchtet wird. Im Fall von einem einen Polygonzug vollständig umgebenden Saum ist es günstig, den Saum aus Seitenelementen und Eck elementen zusammenzusetzen. Dabei sind die Seitenelemente je weils ausschließlich einer Seite des Polygonzuges benachbart. Die Eckelemente grenzen an eine Ecke des Polygonzuges an und stellen innerhalb des Strukturelementes einen Bereich dar, der bezüglich der Fehlbelichtung besonders kritisch ist.

Durch Definition eines Hofsbereichs, der mindestens einen der vorgegebenen Fensterbereiche vollständig umgibt und dessen Breite in etwa in der Breite des Streuhofs vorgegeben wird, ist es möglich, bei der Berechnung der Ladungsverteilung den Einfluß der im Hofbereich liegenden Strukturelemente auf die Ladungsverteilung in dem Fensterbereich mit zu berücksichtigen. Dadurch wird bei der Bestimmung der Belichtungsdosen auch der Einfluß von nah benachbarten Strukturelementen berücksichtigt.

Im folgenden wird die Berechnung der Ladungsverteilung näher erläutert.

Bei der Belichtung eines Punktes ergibt sich infolge der Streuung im Substrat in der Waferebene die folgende Ladungsver teilung:

Es ist B_f die 1/e-Breite des Vorwärtsstreuhofs, Bb die 1/e- Breite des Rückstreuhofs. A_f und A_b sind die Amplituden der Vorwärts- bzw. Rückstreuanteile. Das Verhältnis der beiden Streuanteile v = A_b/A_f sowie B_f und B_b werden zur Charakterisierung des Streusystems angegeben. Die Normierung wird so gewählt, daß sich im Inneren großer Flächen eine Dosis von D = |q|Cb/m² ergibt. Damit erhält man für die Amplituden der beiden Streuanteile:

Für die Ladungsverteilung Q (x, y) beim Belichten einer recht eckigen Fläche ergibt sich:

Die in dieser Formel auftretenden Integrale sind lösbar mit Hilfe des tabellierten Gauß′schen Wahrscheinlichkeitsintegrals FI (x).

Die Ladungsverteilung eines Dreiecks ergibt sich aus der Ladungsverteilung eines Punktes mit Hilfe der Simpsonformel. Die erforderliche Breite der Unterteilung richtet sich dabei nach der 1/e-Breite des Vorwärtsstreuhofs.

Da Polygonzüge in Rechtecke und Dreiecke unterteilbar sind, läßt sich die Ladungsverteilung eines Polygonzuges mit Hilfe der Ladungsverteilung eines Rechtecks sowie der Ladungsver teilung eines Dreiecks ebenfalls berechnen.

Anhand der Fig. 1 bis 6 wird im weiteren die Unterteilung eines Strukturelemente enthaltenden Musters näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein Muster 11 dargestellt. Das Muster 11 ist z. B. ein Layout. Das Muster 11 enthält Strukturelemente 12. Ent sprechend den Strukturelementen 12 soll die Belichtung mit Elektronenstrahlen erfolgen. In dem Muster 11 ist ein Fenster bereich 13 vorgegeben. In dem Fensterbereich 13 sind mehrere Strukturelemente 12 einander dicht benachbart. In dem Fenster bereich 13 ist mit einer gegenseitigen Beeinflussung der darin liegenden Strukturelemente 12 zu rechnen. Wie groß der Fenster bereich 13 definiert wird, hängt davon ab, welche Rechner kapazität zur Verfügung steht und wieviele kritische Punkte das Muster 11 enthält.

Um den Fensterbereich 13 herum wird ein Hofbereich 14 de finiert. Bei der Berechnung der Ladungsverteilung in den vorgegebenen Bereich 13 wird der Einfluß der im Hofbereich 14 liegenden Strukturelemente 12 auf die Ladungsverteilung in den vorgegebenen Bereich 13 berücksichtigt. Daher kann auf die Definition des Hofbereichs 14 verzichtet werden, wenn in diesem Bereich keine Strukturelemente vorliegen. In dem darge stellten Beispiel jedoch kann auf die Definion des Hofbereichs 14 nicht verzichtet werden, ohne eine Verfälschung des Er gebnisses in Kauf zu nehmen. Die Breite des Hofbereichs 14 richtet sich nach der Größe des Rückstreuhofes B_b und nach der geforderten Genauigkeit der Rechnung. Bei einer geforderten relativen Genauigkeit der Rechnung von x muß der Hofbereich 14 eine Breite von

haben. Die außerhalb des Hofbereichs 14 liegenden Strukturelemente brauchen bei der Rechnung nicht berücksichtigt zu werden. In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es von Vorteil, die außer halb des Hofbereichs 14 liegenden Strukturelemente 12 nicht zu berücksichtigen, da eine Berücksichtigung auf die Genauigkeit der Rechnung keinen Einfluß hätte und nur zu einem Anstieg der Rechenzeit führen würde.

Die Unterteilung im Fensterbereich 13 liegenden Struktur elemente erfolgt nach zwei Gesichtspunkten: Einerseits werden die im Fensterbereich 13 liegenden Anteile von Struktur elementen 12 in Rechtecke und Dreiecke zerlegt im Hinblick auf die Berechnung der Ladungsverteilung. Andererseits ist es vor teilhaft, an den Randbereichen der Strukturelemente 12 einen Saum zu definieren. Verschiedene Möglichkeiten, wie für ver schiedene Polygonzüge die Unterteilung in Flächenelemente mit Saum erfolgen kann, sind in den Fig. 2 bis 6 dargestellt.

In Fig. 2 ist ein Sechseck 21 dargestellt. Das Sechseck 21 ist von einem Saum 22 vollständig umgeben. Der Saum 22 ist zusammengesetzt aus Seitenelementen 221 und Eckelementen 222. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Saum in der 1/e-Breite des Vorwärtsstreuhof B_b vorzusehen.

In Fig. 3 ist ein Rechteck 31 dargestellt. Das Rechteck 31 ist vollständig von einem Saum 32 umgeben. Der Saum 32 setzt sich zusammen aus Seitenelementen 321 und Eckelementen 322. Vor teilhafter Weise hat der Saum eine Breite in der Größe der 1/e-Breite des Vorwärtsstreuhofs B_f.

In Fig. 4 ist ein schmales Rechteck 41 dargestellt. Die Breite des schmalen Rechtecks 41 ist in der Größenordnung der l/e- Breite des Vorwärtsstreuhofs B_f. An den schmalen Seiten des schmalen Rechtecks 41 sind je ein Saum 42 vorgesehen. Bei einem Strukturelement, das in einer Ausrichtung eine Größe in der Größenordnung des Vorwärtsstreuhofes B_f hat, ist es nicht sinnvoll in dieser Ausrichtung einen Saum zu definieren, weil über die Breite des Vorwärtsstreuhofs B_f die Ladung sowieso verschmiert wird. In diesem Fall genügt es, einen Saum für die größeren Ausdehnungen vorzusehen.

In Fig. 5 ist ein dreieckiges Strukturelement dargestellt. Das Strukturelement enthält ein rechtwinkliges Dreieck 51, das von einem Saum 52 umgeben ist. Der Saum setzt sich zusammen aus Seitenelementen 521 und Eckelementen 522. Die Seitenele mente 521 stoßen an den spitzen Winkeln des Dreiecks 51 an einander. An dem rechten Winkel des Dreiecks 51 sind die Seiten elemente 521 über das Eckelement 522 miteinander verbunden. An den spitzen Winkeln des rechtwinkligen Dreiecks 51 sind die Eckelemente 522 außen an die Seitenelemente 521 angehängt.

Diese Unterteilung ist vorteilhaft, weil die Spitzenwinkel des rechtwinkligen Dreiecks 51 bezüglich Fehlbelichtungen be sonders kritische Punkte sind. Durch die außen angehängten kleinen Eckelemente 522 an den spitzen Winkeln des recht winkligen Dreiecks 51 können die besonderen Anforderungen an die Belichtungsdosis erfüllt werden.

In Fig. 6 ist eine andere Möglichkeit zur Unterteilung eines dreieckigen Strukturelementes dargestellt. Das Strukturelement wird unterteilt in ein rechtwinkliges Dreieck 61, das von einem Saum 62 umgeben ist. Der Saum 62 ist zusammengesetzt aus Seitenelementen 621 und Eckelementen 622. Dabei sind die Seitenelemente 621 jeweils einem Schenkel des rechtwinkligen Dreiecks 61 benachbart. Die Seitenelemente 621 sind über die Eckelemente 622 miteinander verbunden. Eine solche Aufteilung eines dreieckigen Strukturelementes ist nur dann sinnvoll, wenn das Strukturelement so groß ist, daß die sich ergebenden Eckelemente 622 flächenmäßig kleiner als die Seitenelemente 621 sind.

In Fig. 7 ist ein Ablaufdiagram dargestellt, anhand dessen das Verfahren im folgenden näher erläutert wird. Es erfolgt zu nächst die Vorgabe der Eingangsgrößen. Es wird ein Muster mit Strukturelementen vorgegeben. Entsprechend den Strukturelementen soll die Belichtung des Werkstücks erfolgen. Das Muster ist z. B. ein Layout, das z. B. an einem CAD-System erzeugt wird. Ferner werden Fensterbereiche innerhalb des Musters vorgegeben. Die Fensterbereiche sind diejenigen Bereiche, in denen eine Bestimmung der optimalen Belichtungsdosis durchgeführt wird. Es wird eine Breite für einen Hofbereich vorgegeben. Es ist vorteilhaft, als Breite für den Hofbereich die 1/e-Breite des Rückwärtsstreuhofs B_b vorzugeben.

Zur Charakterisierung des Streusystems, das von dem Elektronen lithographiegerät sowie dem verwendeten Photolack abhängt, wird ferner die 1/e-Breite des Vorwärtsstreuhof B_f, die 1/e- Breite des Rückstreuhofs B_b sowie das Verhältnis v der Amplituden der beiden Streuanteile vorgegeben. Diese Größen stammen aus Messungen.

Es wird ferner die Art der Flächenunterteilung der Struktur elemente vorgegeben. Dabei wird ebenfalls vorgegeben, an welchen Strukturelementen und an welchen Seiten dieser Strukturelemente ein Saum definiert werden soll.

Je Strukturelement wird eine Belichtungsdosis vorgegeben. Für das gesamte Muster wird eine Zielladungsverteilung vorgegeben. Ferner werden Punkte vorgegeben, an denen die Abweichung zwischen der jeweils berechneten Ladungsverteilung und der vorgegebenen Zielladungsverteilung minimiert wird.

Es erfolgt dann programmgesteuert die Unterteilung der in den Fensterbereichen liegenden Strukturelemente in Flächenelemente. Beispiele für solche Unterteilungen wurden anhand der Fig. 2 bis 6 erläutert.

Es folgt der erfindungswesentliche Schritt, in dem zu jedem zuvor definierten Flächenelement eine optimale Belichtungsdosis iterativ bestimmt wird. Ziel der Optimierung ist es, die sich real ergebende Ladungsdichteverteilung der vorgegebenen Ziel ladungsverteilung möglichst gut anzupassen. Als Maß für die Güte der Anpassung gilt, daß die Ränder und Ecken der Struktur elemente mit der richtigen Dosis belichtet werden. Ein weiteres Maß besteht darin, daß die Bereiche innerhalb der Strukturelemente mit nicht all zu großer Überbelichtung ge schrieben werden sollen.

Die Punkte, an denen die Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und der Zielladungsverteilung minimiert werden soll, sollten so vorgegeben werden, daß es Punkte sind, an denen starke Fehlbelichtungen erwartet werden. Es ist von Vorteil, Eckpunkte, Seitenmittelpunkte sowie Flächenschwer punkte vorzugeben. Dadurch wird sichergestellt, daß die Be rechnung nur an denjenigen Punkten erfolgt, an die besondere Anforderungen gestellt werden (s. oben).

Die Ladungsdichte in einem Punkt j berechnet sich nach

dabei wird davon ausgegangen, daß in dem Fensterbereich n Flächenelemente beitragen und in dem Hofbereich m-n Flächen elemente. E_ÿ ist die vom Flächenelement i am Ort des Punktes j herrührende, normierte Ladungsdichte, d_i ist die Belichtungs dosis des Flächenelementes i. Es ist zweckmäßig, die Ladungs dichte, bei der sich der Lack öffnet, innerhalb des Programms auf Q = 1 zu setzen.

Die Belichtungsdosen der im Fensterbereich liegenden Flächen elmente sollen optimiert werden. Die Belichtungsdosen der im Hofbereich liegenden Flächenelemente bleiben fest. Der erste Summand in der Gleichung für Q_j gibt den Beitrag der im Fensterbereich liegenden Flächenelemente zur Ladungsdichte wieder, der zweite Summand denjenigen der im Hofbereich liegenden Flächenelemente. Der zweite Summand ist daher eine feste Größe Q_j ^H. Der erste Summand ist hingegen abhängig von der jeweils angenommenen Belichtungsdosis d_i.

Die Ladungsdichte Q_j wird im ersten Schritt mit den vorge gebenen Belichtungsdosen je Strukturelement berechnet. Die sich ergebende Ladungsdichte Q_j wird mit der vorgegebenen Ziel ladungsverteilung am Ort j S_j verglichen. Dabei erfolgt eine optimierte Approximation an die Zielladungsverteilung in den vorgegebenen Punkten im Sinne einer Tschebyscheff-Norm. Die Bestimmung der optimalen Belichtungsdosis erfolgt iterativ bis zum Erreichen des Minimums für die Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und der Zielladungsverteilung. Bei Iterationsverfahren wird vielfach ein Abbruchkriterium angegeben, so daß an die Stelle des Erreichens des Minimums das Erreichen des Abbruchkriteriums tritt.

Bei der Iteration muß sichergestellt werden, daß die vorge gebenen Punkte auch nur auf die in ihrer Umgebung liegenden Flächenelemente Einfluß nehmen. Dies wird erreicht durch Ein führung einer Wichtung. Es wird für jeden Testpunkt j der Anderungswunsch f_ÿ an das Element i definiert:

Dabei ist S_j die Ladungsdichte der Zielladungsverteilung am Punkt j.

Der relative Beitrag des Flächenelementes i zur Ladungsdichte am Ort des Punktes j beträgt

Es werden die maximalen und minimalen, gewichteten Änderungs wünsche F_i⁺ bzw. F_i ^- definiert:

Mit den maximalen und minimalen, gewichteten Änderungswünschen F_i⁺ und F_i ^- und den dazugehörigen Gewichten w_i⁺ und w_i ^- ergibt sich für den Faktor F_i, mit dem die vorgegebene Belichtungs dosis des Flächenelementes i zu mulitplizieren ist, um eine verbesserte Belichtungsdosis für das Flächenelement i für den nächsten Iterationsschritt zu erhalten:

Die neue Belichtungsdosis für das Flächenelement i berechnet sich damit zu:

d_i′ = F_i d_i

In diesem Fall wird der Faktor F_i als geometrisches Mittel aus den maximalen und minimalen, gewichteten Änderungswünschen F_i⁺ bzw. F_i ^- ermittelt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin den Faktor F_i als arithmetisches Mittel aus den genannten Größen zu berechnen. Diese Möglichkeit empfiehlt sich am Ende des Iterationsver fahrens, wenn die Abweichung zwischen der berechneten Ladungs verteilung und der Zielladungsverteilung nurmehr gering ist, da zur Berechnung des arithmetischen Mittels weniger Rechen zeit benötigt wird als zur Berechnung des geometrischen Mittels. Bei der Berechnung des arithmetischen Mittels werden die maximalen und minimalen, gewichteten Änderungswünsche F_i⁺ bzw. F_i ^- definiert:

F_i⁺ = max (w_ÿ f_ÿ)
F_i ^- = min (w_ÿ f_ÿ)

Mit den maximalen und minimalen gewichteten Änderungswünschen F_i⁺ und F_i ^- und den dazugehörigen Gewichten w_i⁺ und w_i ^- ergibt sich für den Faktor F_i, mit dem die vorgegebene Belichtungs dosis des Flächenelementes i zu multiplizieren ist, um eine verbesserte Belichtungsdosis für das Flächenelement i für den nächsten Iterartionsschritt zu erhalten:

Die neue Belichtungsdosis für das Flächenelement i berechnet sich damit zu:

d_i′ = F_i + d_i

Nach Abschluß der Iteration liegt für jedes Flächenelement, das in den Fensterbereichen angeordnet ist, die optimale Belichtungsdosis vor. Die Belichtung des Werkstücks erfolgt innerhalb der Fensterbereiche mit den jeweiligen optimalen Belichtungsdosen und außerhalb der Fensterbereiche mit der je weiligen vorgegebenen Belichtungsdosis.

Zu jedem in den Fensterbereichen liegenden Flächenelement gibt es eine individuelle Belichtungsdosis. Da gebräuchliche Elektronenstrahlschreiber wie z. B. der Typ EBPG-4 von Phillips die zu schreibenden Strukturen in kleine Flächen, z. B. Trapeze, zerlegen, und diese Flächen dann mit ihrer speziellen Dosis, d. h. mit entsprechender Strahlfleckgröße und Frequenz belichten, verlängert sich die Belichtungszeit eines Werkstückes durch die Unterteilung in Flächenelemente nicht merklich. Die Flächenelemente, die in dem erfindungsge mäßen Verfahren definiert werden, sind in der Regel größer als die von den Elektronenstrahlschreibern eingeführten, kleinen Flächen.

Das Verfahren ist bei der Belichtung aller Werkstückarten mittels Elektronenstrahllithographie einsetzbar. Das Werkstück kann z. B. eine Halbleiterscheibe sein, die mit einer Photo lackschicht versehen ist. Das Werkstück kann auch eine Metall struktur, z. B. aus Chrom, sein, die mit Hilfe von Elektronen strahllithographie strukturiert wird und die als Belichtungs maske für optische Lithographieverfahren benutzt wird.

In der Halbleitertechnologie kommen mitunter Layouts vor, bei denen sich Ausschnitte mit einer bestimmten Anordnung von Strukturelementen wiederholen. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, in dem erfindungsgemäßen Verfahren einen Schnitt vorzusehen, in dem das Layout nach gleichen Ausschnitten ab gesucht wird. Dann genügt es, einmal die optimalen Belichtungs dosen zu ermitteln und diese für alle identischen Ausschnitte zu verwenden.

Claims

1. Verfahren zur Belichtung eines Werkstücks mittels Elektronenstrahllithographie mit folgenden Merkmalen:

a) die Belichtung erfolgt entsprechend einem vorgegebenen Muster (11) mit Strukturelementen (12) innerhalb der Strukturelemente (12) in folgenden Schritten:
b) in vorgegebenen Fensterbereichen (13) des Musters (11) wird jedes darin liegende Strukturelement (12) in mehrere, das Strukturelement (12) vollständig ausfüllende Flächen elemente unterteilt, und es wird für jedes Flächenelement ausgehend von einer vorgegebenen Belichtungsdosis eine optimale Belichtungsdosis durch Iteration bestimmt,
c) die Iteration erfolgt durch Berechnung der sich bei ge gebener Belichtungsdosis ergebenden Ladungsverteilung und durch Minimierung der Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und einer vorgegebenen Zielladungsver teilung an vorgegebenen Punkten im Sinne einer Norm, bei der Punkte mit extremer Abweichung das größte Gewicht haben,
d) die Belichtung des mit einer elektronenempfindlichen Lack schicht versehenen Werkstücks erfolgt innerhalb der vor gegebenen Fensterbereiche (13) mit der je Flächenelement optimalen Belichtungsdosis und außerhalb der vorgegebenen Fensterbereiche (13) mit einer für jedes Strukturelement (12) vorgegebenen Belichtungsdosis.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minimierung der Abweichung zwischen der berechneten Ladungs verteilung und der Zielladungsverteilung im Sinne einer Tschebyscheff-Norm erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) in mindestens einem Strukturelement (12) werden geschlossene Polygonzüge als Flächenelemente verwendet,
b) die Abweichung zwischen der berechneten Ladungsverteilung und der Zielladungsverteilung wird an den Eckpunkten, den Seitenmittelpunkten und den Flächenschwerpunkten minimiert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Poly gonzüge rechtwinklige Dreiecke und Rechtecke verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter teilung der Strukturelemente (12) in Flächenelemente so er folgt, daß es eine erste Art Flächenelemente gibt, die an mindestens einer Seite von einem Flächenelement benachbart sind, das einen Saum vorgegebener Breite zu dem jeweiligen Flächenelement darstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Unterteilung der Strukturelemente (12) erfolgt so, daß die Polygonzüge vollständig von Flächenelementen umgeben sind, die zusammen einen Saum vorgegebener Breite bilden,
b) der Saum ist zusammengesetzt aus Seitenelementen, die je weils einer Seite des Polygonzuges benachbart sind, und aus Eckelementen, die an einer Ecke des Polygonzuges angeordnet sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß um mindestens einen der vorgegebenen Fensterbereiche (13) ein Hofbereich (14) vorgegebener Breite definiert wird und daß bei der Berechnung der Ladungsverteilung der Einfluß der im Hofbe reich (14) liegenden Strukturelemente (12) auf die Ladungsver teilung in dem vorgegebenen Fensterbereich (13) berücksichtigt wird.