DE4130895A1 - Elektronenstrahllithographie-verfahren und -vorrichtung - Google Patents
Elektronenstrahllithographie-verfahren und -vorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Elektronenstrahl
lithographie und betrifft insbesondere ein Elektronen
strahllithographie-Verfahren und eine -Vorrichtung, die
zur Verringerung von Näherungseffekten ausgelegt sind.
Seit neuestem wird eine Elektronenstrahllithographie-
Vorrichtung zum Zeichnen oder Übertragen von mikroskopischen
Mustern auf Proben bzw. Werkstücken, wie Halbleiter
plättchen und Maskensubstrate, eingesetzt. Bei
dieser Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung werfen
jedoch die Einflüsse des Näherungseffekts, d. h. Verdickung
und Verdünnung von Mustern aufgrund rückwärts
gestreuter Elektronen, Probleme auf. Im folgenden sind
ein Phantomverfahren (ghost method) und ein Belich
tungskorrekturverfahren beschrieben, die als Methoden
zum Korrigieren der Näherungseffekte neuerdings große
Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben.
Beim Phantomverfahren als erste Methode zum Korrigieren
der Näherungseffekte (vgl. JP-OS [Published Unexamined
Japanese Patent Application] 59-921, und G. Owen und P.
Rissman, "Proximity effect correction for electron beam
lithography by equalization of Background dose", J.
Appl. Phys. Vol. 54, Nr. 6 [1983], S. 3573-3581) werden
Muster (oder Bilder) mittels eines korrekt fokussierten
Elektronenstrahls bei einer Einfallselektronenstromdichte
Qp gezeichnet bzw. aufgezeichnet (im folgenden
als "Musterzeichnen" od. dgl. bezeichnet). Danach
wird der Strahl auf einen Durchmesser dc defokussiert,
und die invertierten Muster (patterns) werden mit dem
Strahl bei einer Einfallselektronenstromdichte Qc bestrahlt
(im folgenden als "Korrekturstrahlung" bezeichnet).
Ein Strahldurchmesser dc und die Einfallselektronen
stromdichte Qc in einem Defokussierzustand werden so
eingestellt, daß sie den nachstehenden Gleichungen (1)
bis (3) genügen:
dc = 2 σc (1)
σc = σb/(1+ηE 1/4 (2)
Qc = Qp × ηE/(1+ηE) (3)
Darin bedeuten: σb = Radius, bei dem die Intensität
(oder Stärke) der rückwärts gestreuten Elektronen zu
1/e wird; σc = Radius, bei dem die Intensität des de
fokussierten Strahls auf einer Proben- oder Werkstück
oberfläche zu 1/e wird, und ηE = Rückwärtsstreuenergie
koeffizient eines darunterliegenden Materials für Bild-
oder Musterbildung (patterning). Beispielsweise werden
die Größen von σb und ηE bei einer Beschleunigungs
spannung von 50 kV auf σb=10 µm bzw. ηE=0,7 und
bei einer Beschleunigungsspannung von 20 kV auf σb=
2,0 µm bzw. ηE=0,78 eingestellt (vgl. P. M.
Mankiewich u. a., "Measurement of electron range
scattering in high voltage e-beam lithography", J. Vac.
Sci. Technol. B, Vol. 3, Nr. 1, Jan./Febr. 1985, S. 174
bis 176).
Dieses Verfahren ist jedoch mit folgenden Problemen be
haftet: Wenn ein eine kleine Zahl von Mustern aufweisender
großintegrierter Schaltkreis bzw. LSI eine Kor
rekturstrahlung unterworfen werden soll, vergrößern
sich im allgemeinen die Zahl der der Korrekturzeichnung
zu unterwerfenden Bereiche und die Zahl der Zeichen
bzw. Figuren (figures) für Korrekturzeichnung. Aus diesem
Grund benötigt eine Vektorabtast-Lithographievorrichtung
oder eine Lithographievorrichtung unter Verwendung
eines variabel geformten Strahls für die Kor
rekturstrahlung eine längere Zeitspanne als für das
Musterzeichnen. Außerdem ist ein großer Zeitaufwand mit
der Durchführung einer Datenumwandlung für die Bildung
der invertierten Muster verbunden.
Als zweite Methode zum Korrigieren der Näherungseffekte
ist ein Belichtungskorrekturverfahren bekannt, bei dem
die Belichtungsdosis jedes (Be-)Strahlungsbereichs
(radiation region) entsprechend Größe und Dichte eines
betreffenden Musters eingestellt wird. Beim herkömmlichen
Strahlungskorrekturverfahren wird eine Belichtungsdosis
nach einer eine Matrix verwendenden Methode
bestimmt (vgl. M. Parikh, "Corrections to proximity
effects in electron beam lithography", J. App. Phys.,
Vol. 50, Nr. 6, Juni 1979, S. 4371-4387). Nach dieser
Matrixmethode wird eine optimale Belichtungsdosis (oder
Strahlungsdosis) an jeder Stelle z. B. dadurch erzielt,
daß die inverse oder umgekehrte Matrix einer Matrix
abgeleitet wird, welche die Beziehung zwischen der Be
lichtungsdosis und der im Resist(material) an jeder
Stelle absorbierten Energiemenge darstellt.
Beim Belichtungskorrekturverfahren verlängert sich
jedoch die Berechnungszeit zum Bestimmen einer optimalen
Belichtungsdosis mit einer Erhöhung der Auflösung
und der Dichte von Mustern. Da sich bei der Matrix
methode die Berechnungszeit mit der dritten Potenz der
Dichte der Muster verlängert, wird es dabei praktisch
unmöglich, bei einer Erhöhung der Auflösung von Mustern
eine optimale Belichtungsdosis zu bestimmen.
Wenn - wie erwähnt - beim herkömmlichen Elektronen
strahllithographie-Verfahren die Näherungseffekte nach
der Phantommethode korrigiert werden sollen, verlängert
sich die für die Korrektur(be)strahlung nötige Zeit,
was z. B. zu einer Verringerung des Durchsatzes führt.
Wenn die Näherungseffekte nach der Belichtungsdosis
korrekturmethode reduziert werden sollen, verlängert
sich die für die Bestimmung der Belichtungsdosis er
forderliche Zeit mit einer Zunahme der Dichte der
Muster. Infolgedessen ist es praktisch unmöglich, diese
Methode auf einen LSI mit einer großen Zahl von Mustern
anzuwenden.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines
Elektronenstrahllithographie-Verfahrens und einer -Vorrichtung,
mit denen die für die Korrektur(be)strahlung
bei einer Phantommethode nötige Zeit verkürzt und der
Durchsatz (throughput) erhöht werden können.
Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung eines Elektronen
strahllithographie-Verfahrens, mit dem eine Verschlechterung
der Musterdimensions- oder -maßgenauigkeit
aufgrund von Näherungseffekten mittels einer Be
lichtungsdosiskorrektur verhindert werden kann und bei
dem die für die Bestimmung einer Belichtungsdosis er
forderliche Zeit nicht von der Dichte der Muster abhängt.
Der Kern der Erfindung liegt darin, daß ein gesamter
lithographischer Bereich (oder Druckbereich) in kleine
Bereiche oder Zonen (2Δ), wenn die Korrekturbestrahlung
erfolgen soll, unterteilt wird, und repräsentative
Figuren in Einheiten kleiner Bereiche gesetzt werden,
um die Zahl der "Schüsse" (shots) bei der Korrek
turbestrahlung (correction radiation) zu verkleinern
und die dafür nötige Zeit zu verkürzen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Elektronenstrahllitho
graphie-Verfahren, umfassend den Schritt des Zeichnens
oder Aufzeichnens gewünschter Muster auf einem Prüfling
oder Werkstück durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls
auf diesen bzw. dieses und den Schritt der
Durchführung einer Korrektur(be)strahlung mittels eines
Elektronenstrahls auf dem Werkstück vor oder nach dem
Schritt des Zeichnens der gewünschten Muster zwecks Ver
ringerung von Näherungseffekten aufgrund der das Muster
zeichnen begleitenden Rückwärtsstreuung, wobei der
Schritt der Durchführung der Korrektur(be)strahlung
folgende Schritte umfaßt:
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung (spread) der Rück wärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden,
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung (spread) der Rück wärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden,
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Elektronenstrahl
lithographie-Vorrichtung zum Zeichnen oder Aufzeichnen
gewünschter Muster auf einem Prüfling bzw. einem Werkstück
durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf diesen
bzw. dieses und Durchführen einer Korrektur(be)strahlung
mittels eines Elektronenstrahls auf dem Werkstück
zwecks Verringerung von Näherungseffekten aufgrund der
das Musterzeichnen begleitenden Rückwärtsstreuung, umfassend
eine Einrichtung zum Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs des Werkstücks in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
eine Einrichtung zum Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren als Strahlungseinheitsfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß- invertierte Muster gezeichnet werden,
eine Einrichtung zum Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
eine Einrichtung zum Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
eine Einrichtung zum Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs des Werkstücks in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
eine Einrichtung zum Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren als Strahlungseinheitsfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß- invertierte Muster gezeichnet werden,
eine Einrichtung zum Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
eine Einrichtung zum Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Elektronen
strahllithographie-Verfahren, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß vor dem Zeichnen gewünschter Muster auf
einem Werkstück durch Aufstrahlen eines Elektronen
strahls auf dieses eine optimale Blichtungsdosis in
Einheiten von Positionen in den betreffenden, zu zeichnenden
Mustern ermittelt (obtained) wird und die betreffenden
Muster mit der optimalen Belichtungsdosis gezeichnet
werden, umfassend die folgenden Schritte:
Unterteilen eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen (setting) einer Ersatzfigur, die zu zeichnende Muster repräsentiert, in mindestens einem der kleinen Bereiche,
unter der Voraussetzung oder Annahme, daß jede Er satzfigur in jedem der kleinen Bereiche gezeichnet ist, erfolgende Bestimmung einer optimalen Belichtungsdosis für die betreffenden Ersatzfiguren und
Bestimmen der optimalen Belichtungsdosis, die in bezug auf die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen bestimmt (worden) ist, als optimale Belich tungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in den betreffenden kleinen Bereichen enthalten sind.
Unterteilen eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen (setting) einer Ersatzfigur, die zu zeichnende Muster repräsentiert, in mindestens einem der kleinen Bereiche,
unter der Voraussetzung oder Annahme, daß jede Er satzfigur in jedem der kleinen Bereiche gezeichnet ist, erfolgende Bestimmung einer optimalen Belichtungsdosis für die betreffenden Ersatzfiguren und
Bestimmen der optimalen Belichtungsdosis, die in bezug auf die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen bestimmt (worden) ist, als optimale Belich tungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in den betreffenden kleinen Bereichen enthalten sind.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Elektronen
strahllithographie-Verfahren, umfassend den Schritt des
Zeichnens oder Aufzeichnens gewünschter Muster auf
einem Prüfling oder Werkstück durch Aufstrahlen eines
Elektronenstrahls auf diesen bzw. dieses und den
Schritt der Durchführung einer Korrektur(be)strahlung
mittels eines Elektronenstrahls auf dem Werkstück vor
oder nach dem Schritt des Zeichnens der gewünschten
Muster zwecks Verringerung von Näherungseffekten aufgrund
der das Musterzeichnen begleitenden Rückwärtsstreuung,
wobei der Schritt der Durchführung der Korrektur
(be)strahlung folgende Schritte umfaßt:
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die praktisch gleich groß oder kleiner ist als ein Vollbreitenhalbmaximum einer Verteilung einer Ausbreitung (oder Spreizung) der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden.
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die praktisch gleich groß oder kleiner ist als ein Vollbreitenhalbmaximum einer Verteilung einer Ausbreitung (oder Spreizung) der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden.
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch ein Elek
tronenstrahllithographie-Verfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Zeichnen gewünschter Muster auf einem
Werkstück durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf
dieses eine optimale Belichtungsdosis in Einheiten von
Positionen in den betreffenden zu zeichnenden Mustern
ermittelt (obtained) wird und die betreffenden Muster
mit der optimalen Belichtungsdosis gezeichnet werden,
umfassen:
einen ersten Schritt eines Unterteilens eines litho graphischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die ausreichend kleiner ist als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, und Setzen von repräsentativen Positionen an den Zentren der betreffenden kleinen Bereiche oder den Schwerpunkten von in den betreffenden kleinen Bereichen enthaltenen Figuren,
einen zweiten Schritt eines Unterteilens eines Ge samtbereichs eines ersten zu zeichnenden Musters oder eines zweiten zu zeichnenden Musters, von denen das zweite Muster durch Invertieren des ersten Musters ge wonnen ist, in Bereiche mit jeweils einer Größe, die gleich groß oder kleiner ist als das Vollbreitenhalb maximum der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, unabhängig von der Unterteilung des Druckbereichs im ersten Schritt, und Setzen einer das Muster repräsentierenden Ersatzfigur in mindestens einem der Bereiche,
einen dritten Schritt zum Bestimmen einer optimalen Belichtungsdosis für die in den jeweiligen kleinen, im ersten Schritt gebildeten Bereichen enthaltenen Muster an den betreffenden repräsentativen Positionen unter Heranziehung der im zweiten Schritt gebildeten Ersatzfigur, wenn die Ersatzfigur als gezeichnet bzw. zu zeichnen vorausgesetzt wird, und
einen vierten Schritt des Bestimmens der im dritten Schritt bestimmten optimalen Belichtungsdosis bezüglich der repräsentativen Positionen der betreffenden, im ersten Schritt gebildeten kleinen Bereiche als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in jedem der betreffenden, im zweiten Schritt gebildeten kleinen Bereiche enthalten sind.
einen ersten Schritt eines Unterteilens eines litho graphischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die ausreichend kleiner ist als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, und Setzen von repräsentativen Positionen an den Zentren der betreffenden kleinen Bereiche oder den Schwerpunkten von in den betreffenden kleinen Bereichen enthaltenen Figuren,
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einen dritten Schritt zum Bestimmen einer optimalen Belichtungsdosis für die in den jeweiligen kleinen, im ersten Schritt gebildeten Bereichen enthaltenen Muster an den betreffenden repräsentativen Positionen unter Heranziehung der im zweiten Schritt gebildeten Ersatzfigur, wenn die Ersatzfigur als gezeichnet bzw. zu zeichnen vorausgesetzt wird, und
einen vierten Schritt des Bestimmens der im dritten Schritt bestimmten optimalen Belichtungsdosis bezüglich der repräsentativen Positionen der betreffenden, im ersten Schritt gebildeten kleinen Bereiche als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in jedem der betreffenden, im zweiten Schritt gebildeten kleinen Bereiche enthalten sind.
Wenn bei erst- und zweitgenanntem Gegenstand der Er
findung die Korrekturbestrahlung durchzuführen ist,
wird dementsprechend ein gesamter lithographischer Bereich
in kleine Bereiche oder Zonen 2 Δ unterteilt, und
es werden repräsentative Figuren (oder auch Ersatzfiguren)
in Einheiten von kleinen Bereichen gesetzt. Aufgrund
dieser Operation wird eine große Zahl von in jedem
kleinen Bereich 2 Δ enthaltenen Figuren durch eine
oder wenige repräsentative Figuren repräsentiert bzw.
dargestellt und damit die Zahl der "Schüsse" bei der
Korrekturbestrahlung verkleinert. Wie noch näher erläutert
werden wird, können bei erst- und zweitgenanntem
Gegenstand der Erfindung die Näherungseffekte im wesent
lichen auf die gleiche Weise wie nach den bisherigen
Methoden korrigiert werden. Demzufolge können die
Korrekturbestrahlungszeit verkürzt und der Durchsatz
erhöht werden.
Gemäß erst- und zweitgenanntem Gegenstand der Erfindung
kann weiterhin eine große Zahl von Figuren in jedem
kleinen Bereich durch eine kleine Zahl repräsentativer
Figuren ersetzt werden.
Durch Anwendung der Erfindung auf die Phantommethode
und die Belichtungskorrekturmethode erzielte Wirkungen
bzw. Vorteile sind nachstehend näher erläutert.
Der Fall der Anwendung der Erfindung auf die Phantom
methode ist nachstehend zuerst beschrieben. Gemäß erst-
und zweitgenanntem Gegenstand der Erfindung können
Korrektur(auf)zeichnungsmuster durch repräsentative
Figuren (oder Zeichen) ersetzt werden. Demzufolge kann
die Zahl der Schüsse (Auslösungen oder Durchgänge) der
Korrekturbestrahlung (correction radiation) verkleinert
werden, während auch die Korrekturbestrahlungszeit
stark verkürzt werden kann.
Im folgenden sei beispielsweise ein Fall betrachtet,
bei dem eine Korrekturbestrahlung von 10×10 Mustern
(bzw. Bildern) eines 256 Megabit-DRAMs durchgeführt
wird.
Vorausgesetzt sei die Verwendung einer mit einem
(einer) variabel geformten Strahlmuster oder -form
arbeitenden Lithographievorrichtung mit einer Be
schleunigungsspannung von 50 kV, und daß die Größe
eines Chips 10×10 mm beträgt und die Zahl der Schüsse
pro Bit (Zahl der rechteckigen invertierten Muster)
gleich 5 ist.
Beim herkömmlichen Verfahren muß eine Rechteckbelichtung
von
5×256×10⁶×100 = 1,3×10¹¹
durchgeführt werden. Wenn der Schlußzyklus oder -takt
(shot cycle) 200 ns beträgt, entspricht die für die
Korrekturbestrahlung erforderliche Zeit:
1,3×10¹¹×200×10-9 = 2,6×10⁴ s
Im Gegensatz dazu wird gemäß erst- und zweitgenanntem
Gegenstand der Erfindung die Korrekturbestrahlungszeit
wie folgt eingestellt:
Wenn eine Beschleunigungsspannung von 50 kV eingestellt
ist, reicht für die Größe eines kleinen Bereichs
"2×2 µm" aus, weil σb≒10 µm und 3 σb≒30 µm gilt.
Wenn die größtmögliche Strahlgröße der Vorrichtung 2 µm
oder mehr beträgt, braucht im kleinen Bereich nur eine
Einheitsfigur (ein Rechteckschuß in diesem Fall) gesetzt
oder eingestellt zu werden, und die Zahl der
Schüsse entspricht dabei:
(100×100) / (2×10-3×2×10-3) = 2,5×10⁹
Die für die Korrektur(be)strahlung erforderliche Zeit
ist daher gleich:
2,5×10⁹×200×10-9 = 500 s.
Dies bedeutet, daß die Korrektur(be)strahlungszeit auf
etwa 1/50 der beim herkömmlichen Verfahren nötigen Zeit
verkürzt sein kann.
Nachstehend ist die (der) bei Anwendung der Erfindung
auf die Belichtungsdosiskorrekturmethode erzielte Wirkung
bzw. Vorteil erläutert.
Gemäß dem drittgenannten Gegenstand der Erfindung wird
die Belichtungsdosis von bzw. für repräsentative(n)
Figuren, die in Einheiten von kleinen Bereichen gesetzt
sind, berechnet, wobei die Berechnungsergebnisse den
Original-LSI-Mustern entsprechen. Aus diesem Grund
braucht die optimale Belichtungsdosis der Originalmuster
nicht unmittelbar berechnet zu werden, wodurch die
für die Berechnung der optimalen Belichtungsdosis er
forderliche Zeit stark verkürzt wird. Wie noch näher
erläutert werden wird, hängt zudem die Größe eines
kleinen Bereichs selbst nur von der Beschleunigungsspannung
und der Art eines Substrats, nicht aber von
den Eigenschaften (z. B. Musterdichte) eines zu zeichnenden
Musters ab. Wenn beispielsweise die Beschleunigungs
spannung auf 50 kV eingestellt ist und ein Si-
Substrat verwendet wird, reicht (eine Größe von)
"2×2 µm" für die Größe eines kleinen Bereichs aus.
Insbesondere ist im "Schritt der Berechnung einer optimalen
Belichtungsdosis", welcher die längste Rechenzeit
in Anspruch nimmt, die Rechenzeit für eine optimale Be
lichtungsdosis völlig unabhängig von der Musterdichte
eines LSIs, unabhängig von seiner Packungs- oder Bele
gungsdichte, vielmehr bestimmt sie sich nur durch die
Musterdichte von repräsentativen Figuren (1/(2 µm×
2 µm) im oben angenommenen Fall).
Bei einem (im folgenden einfach als LSI bezeichneten)
großintegrierten Schaltkreis, wie einem 256 Megabit-
DRAM, sind im 2×2 µm-Bereich etwa fünf Figuren vorhanden.
Wenn - wie beim herkömmlichen Verfahren - die
Originalfiguren ohne Abwandlung benutzt werden sollen,
werden die fünf Figuren benutzt. Gemäß dem dritt
genannten Gegenstand der Erfindung ist jedoch eine Korrektur
an nur einer Figur nötig. Gemäß diesem Gegenstand
kann daher die Korrekturrechenzeit auf 1/5 bis
1/5² verkürzt werden.
Der Grund, weshalb bei erst-, zweit- und drittgenanntem
Gegenstand der Erfindung "die Einflüsse der Näherungseffekte
sich kaum ändern, auch wenn Muster in einem
kleinen Bereich durch eine repräsentative Figur ersetzt
werden", ist nachstehend näher erläutert.
Zunächst sind die Gründe dafür beschrieben, weshalb bei
der Belichtungsdosiskorrekturmethode repräsentative Figuren
(oder auch Ersatzfiguren) benutzt werden können.
Es sei angenommen, daß eine doppelte Gaußsche Näherung
(vgl. T. Abe u. a., "Representative Figure Method for
Proximity Effect Correction", J. J. of Applied Physics,
Vol. 30, Nr. 3B, März 1991, S. 528-531) angewandt
wird und daß die Erweiterung oder Ausbreitung (spread)
der Vorwärtsstreuung gleich Null ist.
Ein zu bestrahlender gegebener Punkt x (im folgenden
bedeutet ein unterstrichener Buchstabe einen Vektor)
wird durch Neubelegung (redefining) seiner Koordinaten
auf den Koordinatenursprung verschoben. Der gesamte Bereich
wird in kleine Bereiche (oder Zonen) jeweils
einer Größe von 2 Δ×2 Δ, die kleiner ist als eine
Ausbreitung σb der Rückwärtsstreuung, unterteilt. Die
in einem Resist(material) am Koordinatensprung (0,0)
absorbierte Energiemenge bestimmt sich zu:
Der erste Ausdruck (Terminus) repräsentiert einen auf
der Vorwärtsstreuung beruhenden Beitrag, während der
zweite Ausdruck einen auf der Rückwärtsstreuung beruhenden
Beitrag (contribution) repräsentiert. Die Summe
Σ wird in allen kleinen Bereichen berechnet. Der Vektor
R j repräsentiert die im neubelegten Koordinatensystem
berechnete Zentrumsposition (nicht den Schwerpunkt
einer Figur) eines kleinen Bereichs j. Eine Integration
erfolgt nur für die in jedem kleinen Bereich
vorhandenen Musterabschnitte.
Ein Integrand F(x) ist durch
F (x) = exp [-(R j-x j′)²/σb²] (5)
repräsentiert. Wenn dieser Integrand einer Taylorschen
Entwicklung für x j′/σb unterworfen wird, ergibt sich:
Durch Einsetzen (Substitution) von Gleichung (6) in
Gleichung (4) erhält man:
für
Wie an den rechten Seiten von Gleichungen (7) und (8)
angegeben, sind Gleichungen (7) und (8) für (Δ/σb)
entwickelt (expanded).
Die Entwicklung oder Erweiterung von Gleichung (7) konvergiert,
wenn |R j| · Δ/σb²<1 gilt. Die Konvergenz
bedingung ist durch folgende Bedingungen erfüllt:
- 1) Die Größe von Δ ist auf nahe σb/10 gesetzt.
- 2) Die absorbierte Energiemenge eines Resists ist in einem Bereich bewertet, der ungefähr |R j|<3 σb genügt.
Da gemäß den obigen Bedingungen
|R j| · Δ/σb² = (3 σb) · (σb/10) ≒ 3/10<1
gilt, konvergiert Gleichung (7).
Es sei angenommen, daß die Erweiterung oder Entwicklung
von Gleichungen (7) und (8) in bezug auf ein Original-
LSI-Muster und ein repräsentatives Figurenmuster vor
genommen wird. Wenn angenommen wird, daß der Ausdruck der
(für die) Ordnung von (Δ/σb)⁰ für das Originalmuster
gleich dem für das repräsentative Figurenmuster ist, so
gilt:
∫dx j′ (Originalmuster - kleine Bereiche) = ∫dx j′
(repräsentative Figur - kleine Bereiche) (9)
Gleichung (9) repräsentiert einen Zustand, bei dem "die
Fläche eines Originalmusters und die einer repräsentativen
Figur in Einheiten kleiner Bereiche einander
gleich gesetzt oder vorgegeben sind".
Wenn dieselbe Operation bezüglich des Ausdrucks der
Ordnung (von) (Δ/σb)¹ vorgenommen wird, ergibt sich:
∫x j′dx j′ (Originalmuster - kleiner Bereich)
= ∫x j′dx j′ (repräsentative Figur - kleiner Bereich) (10)
Gleichung (10) gibt eine Bedingung an, bei welcher "der
Schkwerpunkt eines Originalmusters und der einer repräsentativen
Figur so gesetzt sind, daß sie in Einheiten
kleiner Bereiche miteinander koinzidieren".
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß
"wenn die Flächen und die Schwerpunkte eines Originalmusters
und einer repräsentativen Figur so gesetzt
sind, daß sie in Einheiten kleiner Bereiche miteinander
koinzidieren, die Ausdrücke (Termina) (Δ/σb)⁰ und
(Δ/σb)¹ miteinander koinzidieren und ein Fehler aufgrund
der Substitution in der Größenordnung von
(Δ/σb)² liegt".
Eine Bezugsgröße in bezug auf einen Fehler aufgrund der
Substitution ist durch Er in Gleichung (8) gegeben.
Der genannte Fehler wird untenstehend abgeschätzt.
Unter der Annahme, daß "wenn eine Figur in irgendeinem
Abschnitt (Teil) eines kleinen Bereichs vorhanden ist,
ist die Figur über den gesamten kleinen Bereich hinweg
vorhanden", kann Gleichung (11) durch die Integration
nach Gleichung (7) wie folgt erhalten (abgeleitet) werden:
und zwar für R j = (Rjx,Rjy). Wenn 2 Δ/σb in Gleichung
(11) auf eine ausreichend kleine Größe gesetzt wird und
2 Δ/σb (erstes Vorkommen), 2 Δ/σb (zweites Vorkommen),
Rjx/σb und Rjy/σb jeweils durch dx, dy, x bzw. y
substituiert werden, um den Summenausdruck in Gleichung
(11) durch einen Integrationsausdruck zu substituieren
bzw. zu ersetzen, erhält man folgende(n) Ausdruck bzw.
Formel:
Er ≒ (2 ηE/3 π) (Δ²/σb²) × ∫dxdy {(x²+y²-1) · exp (-(x²+y²))} (12)
Die Größenordnung (order) eines durch die Substitution
von Gleichung (12) für Gleichung (11) verursachten Fehlers
beträgt Δ³/σb³ und ist damit vernachlässigbar.
E ≒ A × (2 ηE/3 η)
A = (2 ηE/3 η) × ∫dxdy {x²+y²-1) · exp (-(x²+y²))} (13)
A = (2 ηE/3 η) × ∫dxdy {x²+y²-1) · exp (-(x²+y²))} (13)
Die Maximalgröße von A wird dann wie folgt (oben) erhalten.
Gleichung (13) wird durch Polarkoordinaten substituiert,
um folgendes zu erhalten bzw. abzuleiten:
A = (2 ηE/3 η) × ∫rdrdR [(r²-1) · exp (-r²)] (14)
Als Ergebnis ist ersichtlich, daß
- 1) ein integraler Bereich, in welchem die Maximalgröße bzw. der Höchstwert von A erhalten wird, zu r≧1 definiert ist, und
- 2) ein integraler Bereich, in welchem der Mindestwert von A erhalten wird, zu 0≦r≦1 definiert ist.
Die Integration von Gleichung (14) wird ausgeführt, um
zu erhalten:
Amax = +(2/3) · ηE · exp (-1)
Amin = -(2/3) · ηE · exp (-1) (15)
Amin = -(2/3) · ηE · exp (-1) (15)
gemäß der obigen Beschreibung ist ein Fehler aufgrund
der Substitution einer repräsentativen Figur für Ori
ginalfiguren gleich
±(2/3) · ηE · exp (-1) · Δ²/σb² (16)
und (damit) vernachlässigbar. Aus Gleichung (16) kann
ein Fehler abgeleitet werden, der hervorgerufen wird,
wenn die Näherungseffektkorrektur (die Phantommethode
und die Belichtungsdosiskorrekturmethode) mittels re
präsentativer Figuren vorgenommen wird.
Gemäß der obigen Beschreibung wird sichergestellt, daß
repräsentative Figuren in der Belichtungsdosiskorrekturmethode
benutzt werden können.
Der Grund, weshalb bei der Phantommethode repräsentative
Figuren benutzt werden können, läßt sich wie folgt
erklären:
Wenn Fläche und Schwerpunkt eines Musterbildungs-Musters in einem gegebenen Bereich jeweils mit Sp bzw. xp und diejenigen eines Korrektur(be)strahlungsmusters mit sc bzw. xc dargestellt sind, besitzen die obigen Größen folgende Beziehungen:
Wenn Fläche und Schwerpunkt eines Musterbildungs-Musters in einem gegebenen Bereich jeweils mit Sp bzw. xp und diejenigen eines Korrektur(be)strahlungsmusters mit sc bzw. xc dargestellt sind, besitzen die obigen Größen folgende Beziehungen:
xp · Sp + xc · Sc = 0
Sp + Sc = 2 Δ × 2 Δ (17)
Sp + Sc = 2 Δ × 2 Δ (17)
Das Musterbildungs-Muster (patterning pattern) kann
innerhalb des Bereichs, in welchem sein Schwerpunkt und
seine Fläche mit denen eines Originalmusters koinzidieren,
frei geändert werden. Mit Änderungen dieses Musters
kann das Korrekturstrahlungsmuster frei geändert
werden. Änderungen im Korrekturstrahlungsmuster sind
jedoch durch die durch Gleichung (17) dargestellte Be
dingung begrenzt. Dies bedeutet, "das Korrekturstrah
lungsmuster kann innerhalb des (Größen-)Bereichs geändert
werden, in welchem sein Schwerpunkt und seine Fläche
mit denen eines (schwarz/weiß)-invertierten Musters
koinzidieren". Ein Fehler aufgrund der Benutzung re
präsentativer Figuren läßt sich nach Gleichung (16)
ableiten. Wenn z. B. eine Beschleunigungsspannung von
50 kV gesetzt (angelegt) ist, gilt σb≒10 µm. Unter
der Annahme, daß Δ=1 µm (Größe eines kleinen Bereichs
beträgt 2 µm), beträgt ein Fehler aufgrund der Benutzung
repräsentativer Figuren nur
(2/3) × 0,7 × exp (-1) × (1/10)² ≒ 0,0024 ≒ etwa 0,24%.
Wie erwähnt, ist ein Fehler aufgrund einer Korrektur
mittels repräsentativer Figuren sehr klein.
Dies sind:
Dies sind:
- 1) der Grund, weshalb bei der Belichtungsdosiskorrek turmethode Muster durch repräsentative Figuren sub stituiert oder ersetzt werden können, und
- 2) der Grund, weshalb bei der Phantommethode litho graphische Korrekturmuster durch repräsentative Figuren ersetzt werden können.
Repräsentative Figuren können sehr einfach gesetzt oder
vorgegeben (set) werden, weil nämlich beim Setzen der
repräsentativen Figuren keine Notwendigkeit besteht,
eine große Zahl von Figurkorrelationen innerhalb des
Bereichs von 3 σb, wie bei der Belichtungsdosiskorrektur,
zu berücksichtigen, sondern die repräsentativen
Figuren lediglich durch Figuren in kleinen Bereichen
bestimmt werden können.
Bei Anwendung der Erfindung auf die Phantommethode
(ghost method) kann das Korrekturbelichtungsmuster auch
auf die folgende Weise modifiziert werden.
Es sei angenommen, daß n repräsentative Figuren als
lithographische Korrekturmuster in einem kleinen Bereich
gesetzt sind und daß Fläche und Schwerpunkt einer
repräsentativen Figur jeweils mit Sj bzw. xj bezeichnet
sind.
In diesem Fall wird die Fläche der repräsentativen
Figur (oder Ersatzfigur) Ai zu (1/t) unterteilt oder
dividiert, und t neue, durch die Division erhaltene
Figuren werden einander perfekt überlagert. Dabei sei
angenommen, daß der Schwerpunkt der t neuen Figuren mit
dem (je) der Originalfigur koinzidiert. Auch mit der
obigen Modifikation bleibt die Bedingung, daß die
Schwerpunkte und Flächen miteinander koinzidieren, erfüllt,
so daß die obige Modifikation zulässig ist. Die
Modifikation entspricht der Tatsache, daß die Fläche
der repräsentativen Figur Ai auf 1/t gesetzt ist und
die Korrekturbelichtungsdosis bezüglich der repräsentativen
Figur Ai t-mal erhöht wird.
Die obige Modifikation (Abwandlung) kann bezüglich
aller n repräsentativen Figuren durchgeführt werden.
Unter Berücksichtigung des Freiheitsgrads beim Setzen
(Vorgeben) originaler repräsentativer Figuren ist nämlich
ersichtlich, daß Belichtungsdosis und Fläche jeder
repräsentativer Figur in dem Bereich geändert werden
können, in welchem die folgende Bedingung erfüllt ist:
Darin bedeuten:
Qc = Korrekturbelichtungsdosis bei der Phantommethode;
Sj = Fläche einer j-ten, im kleinen Bereich gesetzten repräsentativen Figur, und
Qj = Korrekturbelichtungsdosis für die j-te repräsentative Figur.
Qc = Korrekturbelichtungsdosis bei der Phantommethode;
Sj = Fläche einer j-ten, im kleinen Bereich gesetzten repräsentativen Figur, und
Qj = Korrekturbelichtungsdosis für die j-te repräsentative Figur.
Zur Minimierung der Korrektur(be)strahlungszeit kann
eine repräsentative Figurzählung N, d. h. eine Schußzählung,
minimiert werden. Dies bedeutet, daß lediglich
ein Zustand angenommen oder vorausgesetzt zu werden
braucht, in welchem eine maximale Strahlgröße Smax und
eine maximale Belichtungsdosis Dmax, auf welche die
Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung einstellbar
ist, optimal genutzt werden können. Die repräsentative
Figurzählung N kann daher auf die kleinste natürliche
Zahl gleich groß oder größer als
gesetzt werden.
In der obigen Beschreibung ist angenommen, daß die
Größe des (der) kleinen Bereichs oder Zone ausreichend
kleiner ist als die Ausbreitung σb der Rückwärtsstreuung.
In der Praxis kann jedoch die Bereichsgröße so
eingestellt sein oder werden, daß sie der Ausbreitung
σb der Rückwärtsstreuung im wesentlichen gleich ist.
Der Grund dafür wird später noch näher erläutert werden.
Nachstehend sind Wirkungen erläutert, die durch Anwendung
des obigen Verfahrens auf die Phantommethode und
die Belichtungskorrekturmethode erzielt werden.
Die folgende Beschreibung bezieht sich zunächst auf die
Phantommethode.
Gemäß dem (obigen) viertgenannten Gegenstand der Erfindung
wird beim Korrektur(auf)zeichnen der gesamte lithographische
oder Druckbereich in Bereiche oder Zonen unterteilt,
die jeweils eine Größe gleich groß oder kleiner
als die Ausbreitung eines Elektronenstrahls aufweisen.
Danach werden eine oder mehrere, im folgenden
der Einfachheit halber als Ersatzfiguren bezeichnete
repräsentative Figuren für jeden unterteilten Bereich
gesetzt oder vorgegeben, um darin eine große Zahl von
Figuren zu repräsentieren bzw. darzustellen (to
represent). Mit dem Vorgeben der Ersatzfiguren kann die
Zahl der Schüsse beim Korrektur(auf)zeichnen verkleinert
werden. Bei diesem Erfindungsgegenstand kann, ähnlich
wie beim bisherigen Verfahren, auf noch zu beschreibende
Weise eine Näherungseffektkorrektur vorgenommen
werden. Damit können die Korrekturstrahlungszeit
verkürzt und der Durchsatz verbessert werden.
Ähnlich wie im oben beschriebenen Fall kann die Korrektur
strahlungszeit durch Einstellung der Ersatzfigurzählung
N auf die kleinste natürliche Zahl gleich groß
oder größer als
verkürzt werden. Beim Setzen (Einstellen oder Vorgeben)
der Ersatzfiguren ist es nicht nötig, eine große Zahl
von Figurenkorrelationen innerhalb des Bereichs von 3 σb
zu berücksichtigen, vielmehr werden die Ersatzfiguren
lediglich durch Figuren in kleinen Bereichen oder Zonen
bestimmt. Eine solche Setzoperation kann daher sehr
einfach durchgeführt werden.
Wie erwähnt, ist es beim viertgenannten Erfindungs
gegenstand möglich, erweiterte Bereichsgrößen zu erhalten,
die beträchtlich größer sind als das Vollbreitenhalbmaximum
(full with half maximum) (etwa 2 σb). Gemäß
diesem Aspekt kann bei der Phantommethode eine große
Zahl von Figuren in kleinen Bereichen durch eine kleine
Zahl von Ersatzfiguren (Schüsse) ersetzt werden, so daß
damit die Zahl der Schüsse (shots) in der Korrekturstrahlung
verkleinert wird. Die Korrekturstrahlungszeit
kann daher wesentlich verkürzt werden. Beispielsweise
sei im folgenden ein Fall betrachtet, in welchem 10×
10 Muster eines LSIs einer 256 Megabit-DRAM-Klasse der
Korrekturstrahlung unterworfen werden.
Es sei angenommen, daß eine mit einem variablen Strahl
muster oder -schema arbeitende lithographische Vorrich
tung mit einer Beschleunigungsspannung von 50 kV be
trieben wird, und die Größe eines Chips 10×10 mm
sowie die Zahl der rechteckigen Schüsse (rectangular
shots) (invertierte Muster) pro Bit 5 betragen. Beim
herkömmlichen Verfahren muß eine Rechteckbelichtungs
dosis von
5×256×10⁶×100 = 1,3×10¹¹
angewandt (performed) werden. Wenn der Schußtakt 200 ns
beträgt, entspricht die für die Korrektur(be)strahlung
nötige Zeit
1,3×10¹¹×200×10⁻⁹ = 2,6×10⁴ s
Im Gegensatz dazu wird beim viertgenannten Erfindungs
gegenstand die Korrekturstrahlungszeit wie folgt ein
gestellt (set): Wenn eine Beschleunigungsspannung von
50 kV eingestellt ist, wird, weil σb≒10 µm und 3σb≒30 µm
gilt, die Bereichsgröße eingestellt auf z. B. 1) 10×
10 µm gleich der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung
(σb=10 µm), weil diese Größe gleich groß oder klei
ner ist als das Vollbreitenhalbmaximum der Verteilung
der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung, oder 2) auf 20×
20 µm praktisch gleich dem Vollbreitenhalbmaximum (etwa
2σb=20 µm). Wenn die größtmögliche Strahlgröße der
Vorrichtung 20 µm oder mehr beträgt, braucht im klei
nen Bereich nur eine Einheitsfigur (ein Rechteckschuß
in diesem Fall) eingestellt oder gesetzt zu werden, und
die Zahl der Schüsse (shots) beträgt:
für 1): (100×100)/(10×10⁻³×10×10⁻³) = 1,0×10⁸
für 2): (100×100)/(20×10⁻³×20×10⁻³) = 0,25×10⁸
für 2): (100×100)/(20×10⁻³×20×10⁻³) = 0,25×10⁸
Die für die Korrektur(be)strahlung erforderliche Zeit
beträgt daher:
für 1): 1,0×10⁸×200×10⁻⁹ = 20 s
für 2): 0,25×10⁸×200×10⁻⁹ = 5 s
für 2): 0,25×10⁸×200×10⁻⁹ = 5 s
Dies bedeutet, daß gemäß dem viertgenannten Erfindungs
gegenstand die Korrektur(be)strahlungszeit auf etwa
1/1000 des beim bisherigen Verfahren erforderlichen
Werts verkürzt werden kann. Auch wenn die größte Strahl
größe, auf die die Vorrichtung einstellbar ist, klei
ner ist als 20 µm, kann die gleiche Wirkung, wie oben
beschrieben, durch Setzen einer Anzahl von Ersatzfigu
ren in der gleichen Position erzielt werden. Wenn z. B.
N Ersatzfiguren gesetzt sind oder werden, wird die Be
lichtungsdosis N-mal erhöht.
Die Erfindung ist effektiv auf das Masken(auf)zeichnen
mit einer niedrigeren Beschleunigungsspannung anwend
bar. Dabei wird die Beschleunigungsspannung im allge
meinen auf 20 kV eingestellt. Da hierbei die Rückwärts
streuungsgröße σb eines Fadenkreuzes oder -netzes 2 µm
beträgt, kann die Größe eines Bereichs, in welchem Er
satzfiguren gesetzt werden, auf etwa 3×3 µm bis
4×4 µm eingestellt werden. Im Hinblick auf die Tat
sache, daß die kleinste Linienbreite am Fadenkreuz oder
-netz 1 µm beträgt, kann daher die Zahl der für das
Korrekturzeichen erforderlichen Schüsse durch Setzen
oder Vorgeben von Ersatzfiguren für einen Bereich mit
einem kleinen Muster verringert werden.
Im folgenden ist ein Fall erläutert, in welchem die Be
dingung "die Bereichsgröße kann auf bis zu etwa das
Vollbreitenhalbmaximum (etwa 2σb) der Ausbreitung der
Rückwärtsstreuung vergrößert werden" auf die Belich
tungsdosiskorrekturmethode angewandt ist.
Gemäß dem fünftgenannten Erfindungsgegenstand wird die
Belichtungsdosis bezüglich repräsentativer Abschnitte,
die in Einheiten von kleinen Bereichen gesetzt sind,
unter Benutzung von Ersatzfiguren berechnet, die in Be
reichen gesetzt sind, die nahezu gleich groß oder klei
ner sind als das Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung
der Rückwärtsstreuung. Da die Rechenergebnisse als Soll
werte der Original-IC-Muster benutzt werden, braucht
die optimale Belichtungsdosis für die Originalmuster
nicht direkt berechnet zu werden. Als Ergebnis kann die
zum Berechnen der optimalen Belichtungsdosis nötige
Zeit stark verkürzt werden.
Zudem sind die Größe jedes kleinen Bereichs, in welchem
eine repräsentative Position oder Ersatzposition (re
presentative position) gesetzt ist, und diejenige jedes
Bereichs, in welchem eine Ersatzfigur gesetzt ist, nur
von der Beschleunigungsspannung und der Art eines Sub
strats abhängig, aber vollkommen unabhängig von den
Eigenschaften (z. B. Musterdichte) von zu zeichnenden
oder aufzuzeichnenden Mustern. Bei Anwendung z. B. einer
Beschleunigungsspannung von 50 kV und eines Si-Sub
strats kann eine Größe von "2×2 µm" ausreichend sein
für die Größe jedes kleinen Bereichs, in welchem eine
Ersatzposition gesetzt ist, und 1) "10×10 µm", d. h.
gleich der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung, oder 2)
"20×20 µm", d. h. praktisch gleich dem Vollbreiten
halbmaximum, für die Größe jedes Bereichs, in welchem
eine Ersatzfigur gesetzt ist, betragen.
Das heißt, im Schritt der "Berechnung der optimalen Be
lichtungsdosis", welcher die längste Rechenzeit erfor
dert, ist die Rechenzeit vollkommen unabhängig von der
Packungsdichte oder Musterdichte eines LSIs, vielmehr
wird die lediglich durch die Zahl der kleinen Bereiche
bestimmt, in denen Ersatzpositionen gesetzt sind, oder
durch die Musterdichte (1/(10 µm×10 µm): für 1),
1/(20 µm×20 µm): für 2) im obigen Fall) der Ersatz
figuren.
Wenn bei der Phantommethode Ersatzfiguren benutzt wer
den, wird die Größe jedes kleinen Bereichs praktisch
gleich dem Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung der
Rückwärtsstreuung eingestellt. Der Grund dafür ist
nachstehend angegeben.
Die an einer beliebigen Stelle x auf einem Resist ab
sorbierte Gesamtenergiemenge bestimmt sich zu
Etot(x) = Ep(x)+Ec(x) (18)
Erster und zweiter Ausdruck sind dabei auf Musterzeich
nen bzw. Korrektur- oder Korrektionszeichnen bezogen.
Anhand von Gleichung (18) wird Etot(x) in bezug auf die
folgenden Linien/Zwischenraum-Verhältnisse 1 : 1,
1 : 2, 1 : 7, 2 : 1 und 7 : 1 berechnet; die Differen
zen zwischen den Rechenwerten und der maximalen Abwei
chung von Etot(x) werden als Fehler gesetzt oder vorge
geben, und es werden numerische Berechnungen durchge
führt. Fig. 1 zeigt die Abhängigkeit eines Fehlers von
der Größe eines Bereichs, in dem eine Ersatzfigur ge
setzt ist. Gemäß Fig. 1 ist eine Referenz für die Größe
eines Bereichs durch das Verhältnis von Δ zu σb ange
geben. Bei einer auf z. B. 50 kV (σb=10 µm) eingestell
ten Beschleunigungsspannung sei angenommen, daß eine
Bereichsgröße mit einer Größe von 12 µm Breite (Δ=
6 µm) gesetzt oder gegeben ist, was praktisch der Aus
breitung der Rückwärtsstreuung σb (=10 µm) gleich ist.
Auch wenn ein Korrekturzeichnen bezüglich einer in
einem Bereich von 12×12 µm gesetzten Ersatzfigur
durchgeführt wird, beträgt ein Fehler der in einem
Resist aufgespeicherten Energie etwa 1%, so daß damit
ausreichende Genauigkeit sichergestellt ist. Auch wenn
daher eine Bereichsgröße mit einer Größe von 20×20 µm
(Δ=10 µm) vorgegeben wird, die praktisch dem Voll
breitenhalbmaximum (etwa 2σb=20 µm) gleich ist, wird
ausreichende Genauigkeit gewährleistet, weil ein Feh
ler 5% beträgt. Daher kann praktisch die gleiche Ge
nauigkeit auch dann erzielt werden, wenn eine Ersatz
figur in einem Bereich einer Größe gesetzt wird, die
gleich groß oder kleiner ist als ein Vollbreitenhalb
maximum der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung (etwa
2σb), so daß seine Gesamtfläche und sein Schwerpunkt
mit denen eines Originalmusters koinzidieren.
In Fig. 1 stehen gestrichelte Linien für Fehler beim
herkömmlichen Verfahren (Phantommethode), und die Gra
dienten dieser Linien (Kurven) geben Fehler in bezug
auf die Einstellung (setting) von Ersatzfiguren an. Aus
den Gradienten der Linien ist ersichtlich, daß die das
Setzen oder Einstellen der Ersatzfiguren begleitenden
Fehler kleiner sind als die in einem Fall, in welchem
eine Musterdichte von 50 gesetzt ist, und zwar unab
hängig davon, ob die Musterdichte größer oder kleiner
als 50% eingestellt ist. Dies weist darauf hin, daß
die Einstellung der Ersatzfiguren durch den Schritt
(Faktor) der Musterdichte nur gering begrenzt wird.
Wenn bei der Belichtungskorrekturmethode Ersatzfiguren
benutzt werden, kann die Größe des kleinen Bereichs
ebenfalls auf praktisch gleich einem Vollbreitenhalb
maximum (etwa 2σb) der Ausbreitung der Rückwärtsstreu
ung eingestellt werden. Der Grund hierfür ist nachfol
gend erläutert. Dies wird (auch) durch die folgenden
Zahlenrechnungen bestätigt.
Zu zeichnende Muster werden durch Ersatzfiguren mit Ge
samtflächen und Schwerpunkten ersetzt, die mit denen
von Mustern in Bereichen 2Δ koinzidieren, und die op
timalen Belichtungsdosen an den Positionen der Schwer
punkte der betreffenden Ersatzfiguren werden nach der
Matrixmethode unter Verwendung der Ersatzfiguren be
stimmt (vgl. M. Parikh, "Corrections to proximity
effects in electron beam lithography", J. App. Phys.,
Vol. 50, Nr. 6, Juni 1979, S. 4371-4387). Absorbierte
Energiemengen an beliebigen (willkürlichen) Positionen
auf dem Resist, für welche optimale Belichtungsdosen
der Muster in den betreffenden Bereichen eingestellt
sind, werden in bezug auf die folgenden Linien/Zwi
schenraum-Verhältnisse: 1 : 1, 1 : 2, 1 : 7, 2 : 1 und
7 : 1 abgeschätzt. Änderungen in der in den jeweiligen
Bereichen, in denen die Ersatzfiguren gesetzt sind, ab
sorbierten Energie werden als Fehler entsprechend Ab
weichungen der absorbierten Energie an den Positionen
der Schwerpunkte von vorbestimmten Werten oder Größen
geschätzt.
Die absorbierte Energiemenge an einer beliebigen Posi
tion auf dem Resist ergibt sich zu
Darin bedeutet Di die optimale Belichtungsdosis in
einem i-ten Bereich nach (bei) der Matrixmethode.
Die Fig. 2 und 3 zeigen anhand der Ergebnisse der Zah
lenrechnungen nach Gleichung (19) geschätzte Fehler.
Fig. 2 zeigt die nach den maximalen und minimalen ab
sorbierten Energiemengen in Bereichen, in denen die
gleiche optimale Belichtungsdosis eingestellt ist, ge
schätzten (estimated) Fehler. Fig. 3 zeigt Fehler, die
anhand von Abweichungen der absorbierten Energiemengen
an den Positionen der Schwerpunkte der jeweiligen Er
satzfiguren von vorbestimmten Größen (oder Werten) ge
schätzt sind. Die Größe jedes Bereichs, für den die
gleiche Belichtungsdosis eingestellt werden kann, läßt
sich anhand von Fig. 2 abschätzen. Anhand von Fig. 3
kann die Größe jedes Bereichs zur Bestimmung einer Er
satzfigur für die Berechnung einer optimalen Belich
tungsdosis geschätzt werden.
Gemäß Fig. 2 kann die Größe jedes Bereichs, für den
eine Belichtungsdosis eingestellt ist, ausreichend
kleiner sein als σb. Gemäß Fig. 3 kann andererseits die
Größe jedes Bereichs, in welchem eine Ersatzfigur zum
Berechnen einer optimalen Belichtungsdosis gesetzt ist,
praktisch gleich groß oder kleiner eingestellt werden
als ein Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung oder
Spreizung der Rückwärtsstreuung (etwa 2σb). Es sei an
genommen, daß eine Beschleunigungsspannung von 50 kV
eingestellt ist. Wenn dabei σb=10 µm gilt und die
Größe jedes Bereichs, für den eine Belichtungsdosis
eingestellt ist, 2×2 µm beträgt, kann ein Fehler auf
etwa ±2% unterdrückt werden; wenn die Größe eines Be
reichs, in welchem eine Ersatzfigur gesetzt ist, 12×
12 µm beträgt und praktisch der Ausbreitung der Rück
wärtsstreuung (σb=10 µm) gleich ist, kann ein Fehler
auf etwa 1,3% unterdrückt werden; und wenn die Größe
eines kleinen Bereichs ein Vollbreitenhalbmaximum (etwa
2σb=20 µm) ist, kann ein Fehler auf etwa 5% unter
drückt werden.
Wie erwähnt, werden die Größe eines Bereichs, für den
eine Belichtungsdosis eingestellt ist, und die Größe
eines Bereichs, in welchem eine Ersatzfigur gesetzt
(set) ist, nur durch zulässige Fehler und die Ausbrei
tung oder Spreizung (eine Beschleunigungsspannung und
die Art eines Substrats) bestimmt, während sie von der
Dichte der zu zeichnenden Muster vollkommen unabhängig
sind.
Wie erwähnt, wird gemäß erst-, zweit- und viertgenann
ten Erfindungsgegenstand bei der Korrekturbestrahlung
der gesamte lithographische Bereich in kleine Bereiche
einer Größe unterteilt, die kleiner ist als die Aus
breitung (oder Spreizung) der Rückwärtsstreuung eines
Elektronenstrahls oder (aber) praktisch gleich groß
oder kleiner ist als das Vollbreitenhalbmaximum der
Ausbreitung (oder Spreizung) der Rückwärtsstreuung.
Außerdem werden Ersatzfiguren in Einheiten von kleinen
Bereichen gesetzt und bestrahlt, um damit die Zahl der
"Schüsse" bei der Korrektur(be)strahlung zu verringern.
Die für letztere nötige Zeit kann daher verkürzt sein,
während (hierdurch) der Durchsatz verbessert wird.
Gemäß dem dritten Erfindungsgegenstand kann die für die
Korrekturrechnungen nötige Zeit stark verkürzt werden,
weil nur die Korrektur- oder Korrigierbelichtungsdosis
für die Ersatzfiguren, die anstelle der zu zeichnenden
Muster in den jeweiligen kleinen Bereichen gesetzt
sind, berechnet zu werden braucht.
Gemäß dem fünften Erfindungsgegenstand werden anstelle
der zu zeichnenden Muster Ersatzfiguren in Einheiten
von Bereichen gesetzt, die jeweils eine Größe praktisch
gleich groß oder kleiner als das Vollbreitenhalbmaximum
der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung aufweisen, und
die Belichtungsdosen an den Positionen der Schwerpunkte
der Muster in den kleinen Bereichen mit jeweils einer
Größe ausreichend kleiner als σb werden unter Heranzie
hung der Ersatzfiguren berechnet. Damit kann die für
die Korrekturrechnungen nötige Zeit stark verkürzt wer
den.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er
findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen einem Fehler, der bei Durchführung
eines Korrekturzeichnens bezüglich einer
repräsentativen Figur bzw. Ersatzfigur mit
einem defokussierten Elektronenstrahl her
vorgerufen wird, und der Größe eines Be
reichs Δ, in welchem die Ersatzfigur ge
setzt ist oder wird,
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen einem Fehler, der an einem Rand
abschnitt eines Musters bei Durchführung
einer Belichtungskorrektur nach der Matrix
methode mittels einer Ersatzfigur hervorge
rufen wird, und der Halbgröße (half size)
des Bereichs Δ, in welchem die Ersatzfigur
gesetzt ist oder wird,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen einem Fehler, der an der Position
des Schwerpunkts eines Musters in einem Be
reich bei Durchführung einer Belichtungs
dosiskorrektur nach der Matrixmethode mit
tels einer Ersatzfigur hervorgerufen wird,
und der Halbgröße oder halben Größe des Be
reichs Δ,
Fig. 4 ein Blockschaltbild zur schematischen Dar
stellung des Aufbaus einer Elektronenstrahl
lithographie-Vorrichtung, die bei einem
Verfahren nach einer Ausführungsform der
Erfindung eingesetzt wird,
Fig. 5(a) bis 5(c) Aufsichten zur Darstellung von
Abbildungen kleiner, auf einem Plättchen
bzw. Wafer geformter Bereiche,
Fig. 6A bis 6C Darstellungen jeweils eines
einer Korrektur(be)strahlung zu unterwer
fenden Musters bzw. einer Elektronen
strahldosisverteilung auf einem Plättchen,
Fig. 7 ein Blockschaltbild zur detaillierten Dar
stellung des Aufbaus eines Hauptteils der
Vorrichtung nach Fig. 4,
Fig. 8 eine Darstellung einer Ersatzfigur nach
Beispiel 2,
Fig. 9 eine für Beispiel 3 geltende Darstellung
einer mittels eines CAD-Systems eingeschrie
benen Figur von ihrer Um- oder Neuuntertei
lung (redivided),
Fig. 10A bis 10C Darstellungen von Ersatzfiguren
nach Beispiel 5,
Fig. 11A bis 11B Darstellungen von Korrektur
strahlungsbereichen nach Beispiel 6,
Fig. 12A bis 12F zur Erläuterung von Beispiel 7
dienende Darstellungen eines zu zeichnen
den Musters, von Korrekturstrahlungsberei
chen bzw. Form(gebungs)aperturen,
Fig. 13A bis 13D Darstellungen der Sequenzen von
Korrektur(be)rechnungen mit und ohne Er
satzfiguren,
Fig. 14 eine Darstellung eines Modells eines LSI-
Musters für einen Test,
Fig. 15 eine graphische Darstellung von Änderungen
in der Korrekturrechenzeit mit Änderungen
einer Konstruktionsregel,
Fig. 16 eine Darstellung einer Sequenz oder Abfolge
der Verarbeitung in einem Fall, in welchem
"eine Methode der Anwendung von Annäherungs
formeln für optimale Belichtungsdosis" als
Algorithmus der Korrekturrechnungen ohne
die Benutzung von Ersatzfiguren angewandt
wird,
Fig. 17A bis 17B Darstellungen kleiner, zu korri
gierender Figuren sowie von Bezugsrecht
ecken,
Fig. 18 eine Darstellung einer Abfolge der Verar
beitung in dem Fall, in welchem der gleiche
Rechenalgorithmus wie in Fig. 16 in Verbin
dung mit einer Ersatzfigur angewandt wird,
Fig. 19A bis 19B Darstellungen von Abbildungen
eines Belichtungsdosiskorrekturschemas, das
angewandt wird, wenn keine Ersatzfiguren
benutzt werden,
Fig. 20A bis 20D Darstellungen von Abbildungen
(images) von Ersatzdaten (Data 1) und Er
satzpositionsdaten (Data 2) in einem Fall,
in welchem Ersatzfiguren für ein Belich
tungskorrekturschema benutzt werden,
Fig. 21 eine Darstellung einer Abfolge der Verar
beitung in einem Fall, in welchem der glei
che Rechenalgorithmus wie in Fig. 18 zusam
men mit Ersatzfiguren angewandt wird,
Fig. 22 eine Darstellung eines Modells eines LSI-
Musters für einen Test und
Fig. 23 eine graphische Darstellung von Änderungen
der Korrekturrechenzeit mit Änderungen
einer Konstruktionsregel.
Nachstehend ist eine erste Ausführungsform der Erfin
dung beschrieben.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch den Aufbau einer
bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingesetzten Elektronenstrahllithographie-
Vorrichtung. Gemäß Fig. 4 umfaßt die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine Proben- bzw. Werkstück-Kammer 10, ein
Target (als Werkstück) 11, einen Werkstück-Tisch 12,
ein Elektronenoptiksystem 20, eine Elektronenkanone 21,
Linsensysteme 22a bis 22e, einen Austastdeflektor 23,
einen Strahlformdeflektor 24, Abtastdeflektoren 25 und
26, eine Austastplatte 27a, Strahlform-Aperturmasken
27b und 27c, einen Werkstücktisch-Treiberkreis 31,
ein Laserwellenlängen-Meßsystem (Inferometer oder
Tischstellungsdetektor) 32, einen Ablenksteuerkreis 33,
einen variabel formenden Strahlgrößen-Steuerkreis 34,
einen Austaststeuerkreis 35, einen Zwischen- oder Puf
ferspeicher- und Steuerkreis 36, einen Steuer-Rechner
37, einen Datenumwandlungsrechner 38 und ein CAD-System
39. Ein von der Elektronenkanone 21 emittierter Elektro
nenstrahl wird einer EIN/AUS-Steuerung durch den Aus
tastdeflektor 23 unterworfen. Die Vorrichtung kann die
Belichtungsdosis für jede Strahlungs- oder Bestrah
lungsposition durch Einstellung der EIN/AUS-Strahlungs
zeit des Elektronenstrahls ändern. Der durch die Aus
tastplatte 27a hindurchtretende Strahl wird durch den
Strahlformdeflektor 24 und die betreffenden Apertur
masken 27b und 27c zu einem rechteckigen Strahl ge
formt. Die Größe des letzteren wird durch die Strahl
form-Aperturmasken 27b und 27c geändert. Der geformte
Strahl wird durch die Abtastdeflektoren 25 und 26 auf
dem Target 11 angelenkt/abgetastet. Mit dieser Strahl
abtastung werden gewünschte Muster auf dem Target 11
aufgezeichnet. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beträgt die Standard-Beschleunigungsspannung für einen
Elektronenstrahl 50 kV, und die Maximalgröße eines
rechteckigen, variabel geformten Strahls, der erzeugt
werden kann, beträgt 2 µm (Höhe) × 2 µm (Breite).
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung benutzende
lithographische Elektronenstrahlverfahren, speziell
Verfahren zum Korrigieren der Näherungseffekte, sind
nachstehend anhand der Fig. 5 bis 12 beschrieben.
Wie erwähnt, ist die Beschleunigungsspannung der Vor
richtung auf die Standard-Beschleunigungsspannung von
50 kV eingestellt. In diesem Fall kann die Größe eines
jeden kleinen Bereichs (oder einer kleinen Zone) auf
2×2 µm eingestellt werden. Da die Größe jedes kleinen
Bereichs der maximalen Strahlgröße gleich ist, die mit
diesem System eingestellt werden kann, werden Belich
tungsdosen Qc für alle repräsentativen Figuren bzw.
Ersatzfiguren im Korrekturmodus (wie folgt) jeweils
gleich eingestellt:
Q = Qc = Qp×ηE/(1+ηE)
darin bedeuten:
Qc = Standard-Korrekturbelichtungsdosis bezüglich einer Originalfigur;
Qp = Belichtungsdosis im Musterzeichnungsschritt.
Dies bedeutet, daß bei dieser Anordnung nur die Strahlgröße gesteuert wird.
Qc = Standard-Korrekturbelichtungsdosis bezüglich einer Originalfigur;
Qp = Belichtungsdosis im Musterzeichnungsschritt.
Dies bedeutet, daß bei dieser Anordnung nur die Strahlgröße gesteuert wird.
Die Fig. 5(a) bis 5(c) veranschaulichen kleine Be
reiche auf einem Plättchen (oder einer Maske). Fig.
5(a) veranschaulicht einen Zustand, in welchem zahl
reiche Chipbereiche 52 auf einem Plättchen 51 angeord
net sind. Fig. 5(b) zeigt den Zustand, in welchem zahl
reiche kleine Bereiche 53 in einem der Chipbereiche 52
vorgesehen sind. Fig. 5(c) ist eine vergrößerte Dar
stellung von vier kleinen Bereichen, in denen schraf
fierte Abschnitte als die gewünschten, zu zeichnenden
Muster 54 gesetzt oder vorgegeben sind.
Für das herkömmliche Verfahren sind eine Korrekturbe
strahlung zu unterwerfende Muster als schraffierte Ab
schnitte in Fig. 6A dargestellt, wobei die Zahl der der
Korrekturbestrahlung zu unterwerfenden Muster im oberen
linken kleinen Bereich acht beträgt. Wenn dagegen - wie
bei der dargestellten Ausführungsform - Ersatzfiguren
in Einheiten von kleinen Bereichen gesetzt oder vorge
geben werden, beträgt die Zahl der einer Korrekturbe
strahlung in jedem kleinen Bereich zu unterwerfenden
Muster eins (vgl. Fig. 6B). Die Einheitsfigur (unit
figure), welche den oberen linken kleinen Bereich in
Fig. 6B repräsentiert, ist als Quadrat von L µm×L µm
vorgegeben, und ihre Größe bestimmt sich entsprechend
L² = (S1 bis S8);
darin bedeuten: S1 bis S8 = Flächen der Fig. 1 bis 8
im oberen linken kleinen Bereich gemäß Fig. 6B.
Bei Anwendung des Verfahrens gemäß dieser Ausführungs
form brauchen nur die schraffierten Abschnitte gemäß
Fig. 6B gezeichnet zu werden. Bezüglich des oberen lin
ken kleinen Bereichs muß beim bisherigen Verfahren bei
spielsweise eine Bestrahlung (radiation) achtmal erfol
gen. Im Gegensatz dazu ist beim beschriebenen erfin
dungsgemäßen Verfahren nur eine einzige Bestrahlungs
operation nötig. Fig. 6C veranschaulicht eine Belich
tungs(elektronenstrahl)verteilung auf dem Plättchen in
bezug auf eine der gemäß Fig. 6B geformten Ersatzfigu
ren. Unter Verwendung der Aperturmasken 27b und 27c
wird der Strahl in die in Fig. 6B gezeigte Form ge
bracht. Da der Strahl jedoch auf der Plättchenoberflä
che defokussiert ist, erhält er die Form gemäß Fig. 6C.
Die obige Ausführungsform ist nachstehend anhand von
Beispielen näher erläutert.
Zwei Arten von EB-Daten werden in einer versetzten
(offline) Weise geformt. Die einen Daten sind EB-Daten
(DATA-1) entsprechend den gewünschten Mustern, wie sie
mit Fig. 5(c) übereinstimmen. Die anderen Daten sind
EB-Daten (DATA-2) für Korrekturstrahlung, entsprechend
Fig. 6A. Diese EB-Daten werden oder sind auf einer
Platte einer EB-Vorrichtung gespeichert, und die durch
DATA-1 repräsentierten Muster werden gezeichnet, wäh
rend ein Strahl auf der Plättchenoberfläche fokussiert
ist. In diesem Fall ist oder wird die Belichtungsdosis
auf 50 µC/cm² eingestellt.
Anschließend erfolgt eine Korrekturbestrahlung zum Kor
rigieren der Näherungseffekte. Verschiedene Arten der
Steuerung an der Korrekturstrahlung werden durch einen
Abschnitt durchgeführt, der in Fig. 4 mit einer ge
strichelten Linie umrahmt ist. Fig. 7 veranschaulicht
den genauen Aufbau dieses Abschnitts. Der Strahl wird
dabei so defokussiert, daß er auf der Plättchenober
fläche eine Strahlgröße dc (22,8 µm) aufweist. An
schließend liefert der Steuerrechner die DATA-2 zu
einem Pufferspeicher M1, speichert die Länge (2,0 µm)
einer Seite jedes kleinen Bereichs in Registern R1 und
R2 und startet bzw. triggert Schaltkreise A1 und A2.
Unter den obigen Bedingungen wird eine lithographische
Operation durchgeführt, wobei die Standard-Korrektur
belichtungsdosis Qc auf 22,55 µmC/cm² eingestellt ist.
Dabei führen die Schaltkreise A1 und A2 die folgenden
Operationen aus:
- 1) Der (im folgenden als Druckbereich bezeichnete) li thographische Bereich wird in Quadrate von 2×2 µm unterteilt (durch Schaltkreis A1).
- 2) Alle Figuren werden den betreffenden kleinen Berei chen zugewiesen. Wenn sich dabei eine gegebene Figur über zwei oder mehr Bereiche erstreckt, wird diese Figur in Abschnitte oder Bereiche unterteilt, welche den (jeweiligen) kleinen Bereich zugewiesen wer den.
- 3) In den folgenden Schritten (a) bis (c) wird durch
(Schaltkreis A1) eine Ersatzfigur für jeden kleinen
Bereich gesetzt bzw. vorgegeben:
- (a) Summieren der Flächen der in jedem kleinen Be reich enthaltenen Figuren;
- (b) Berechnen der Quadratwurzel des in Schritt (a) erhatlenen Werts;
- (c) Setzen oder Vorgeben einer Ersatzfigur als Quadrat der LÄnge mit der in Schritt (b) abge leiteten Größe.
Wenn eine lithographische Operation und eine Korrektur
bestrahlung gemäß Schritten (a) bis (c) durchgeführt
werden, liegt die Korrektur- oder Korrigiergenauigkeit
für die Näherungsfehler innerhalb der Meßfehler, und
sie ist praktisch die gleiche wie beim herkömmlichen
Verfahren.
Beim Verfahren gemäß diesem Beispiel erfolgt eine Kor
rekturbestrahlung oder -aufstrahlung (correction
radiation), während eine Ersatzfigur für jeden kleinen
Bereich gesetzt ist, eine Größe S jeder Ersatzfigur auf
gesetzt ist (mit Si = Fläche einer in jedem kleinen Be
reich enthaltenen Originaleinheitsfigur i) und die Be
lichtungsdosis Q für jede Ersatzfigur gleich der Stan
dard-Korrekturbelichtungsdosis Qc eingestellt ist. Mit
dieser Operation können die Näherungseffekte auf die
gleiche Weise wie beim herkömmlichen Phantomverfahren
korrigiert werden. Da außerdem beim Verfahren gemäß
diesem Beispiel nur eine Ersatzfigur für jeden kleinen
Bereich gesetzt bzw. vorgegeben zu werden braucht, kön
nen die für die Korrekturbestrahlung erforderliche Zeit
verkürzt und der Durchsatz erhöht werden.
Beim vorstehend beschriebenen Beispiel erfolgt die Kor
rekturbestrahlung durch Einstellung nur der Fläche je
der Ersatzfigur. Die Korrekturbestrahlung kann jedoch
auch auf die in den folgenden Beispielen 2 bis 7 be
schriebene Weise durchgeführt werden:
Die Funktionen, die unter 3) beschriebenen Funktionen
des Schaltkreises A nach Beispiel 1, werden durch die
nachstehenden Funktionen (a)′ bis (c)′ ersetzt, und in
einem Register R2′ wird (Qc/Fläche des kleinen Be
reichs) = 16,6/4=4,1 gesetzt:
- (a)′ Summieren der Flächen der in jedem kleinen Bereich enthaltenen Figuren;
- (b)′ Multiplizieren des in Schritt (a)′ erhaltenen Werts mit dem Wert bzw. der Größe im Register R2′;
- (c)′ Setzen oder Vorgeben einer Ersatzfigur als Quadrat mit der Größe (2,0) des Registers R (bzw. in die sem), wie in Fig. 8 dargestellt, und entsprechende Einstellung der Belichtungsdosis auf die in Schritt (b)′ ermittelte Größe.
Gemäß Schritten (a)′ bis (c)′ wird die Größe jeder Er
satzfigur so eingestellt, daß sie die gleiche ist wie
diejenige jedes kleinen Bereichs, und die Belichtungs
dosen werden entsprechend der Gesamtfläche der in jedem
kleinen Bereich enthaltenen Figuren eingestellt. Auf
diese Weise können die Näherungseffekte auf die gleiche
Weise wie in Fig. 1 korrigiert werden.
Gemäß Beispielen 1 und 2 kann die durch den Schaltkreis
A durchgeführte Bestimmung einer Ersatzfigur durch den
Steuerrechner oder einen vom System unabhängigen Rech
ner vorgenommen werden, um EB-Daten zu bilden, in denen
jede Ersatzfigur zu einer Einheitsfigur (d. h. Schuß)
einer lithographischen Operation wird.
Bei der Bestimmung der Ersatzfiguren braucht keine Ein
gabeoperation unter Verwendung fein verteilter Muster
gemäß Fig. 6A durchgeführt zu werden. Anstelle solcher
Muster können noch zu beschreibende, in Fig. 9 darge
stellte Figuren, bevor diese fein verteilt oder unter
teilt werden, wenn die Muster durch das CAD-System in
vertiert werden, angewandt werden.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 wird das Elektrooptik
system auf eine Beschleunigungsspannung von 70 kV einge
stellt. In diesem Fall gelten σb≒14 µm und ηE=0,5.
Eine maximale oder größte Strahlgröße Smax beträgt
1,4 µm, und eine maximale Belichtungsdosis Dmax der
Vorrichtung beträgt 70 µC/cm². Wenn eine Belichtungs
dosis für Musterbildung 50 µC/cm² beträgt, wird die
Standard-Korrekturbelichtungsdosis Qc zu 20,55 µC/cm².
Da die Ausbreitung oder Spreizung (spread) der Rück
wärtsstreuung bei 70 kV zu σb=14 µm und 3σb=42 µm
definiert ist, kann die Größe jedes kleinen Bereichs
auf bis zu 4 µm vergrößert werden. Obgleich die Größe
des kleine Bereichs auf 1,4 µm eingestellt und das
Verfahren nach Beispielen 1 bis 3 angewandt werden
kann, kann die Korrekturbestrahlung nach dem im fol
genden beschriebenen Verfahren mit höherer Geschwin
digkeit erfolgen. Der kleine Bereich wird auf eine
Größe von 4 µm eingestellt, und eine Ersatzfigur, deren
maximale Größe 1,4 µm beträgt, wird für jeden kleinen
Bereich wie folgt gewählt:
- (a) Flächen Si von in den jeweiligen kleinen Bereichen enthaltenen Figuren i werden summiert
- (b) Die Größe oder der Wert von y in der nachstehen den Gleichung wird ermittelt oder abgeleitet: y = [in Schritt (a) ermittelte Größe × (20,55) µC/cm²].
- (c) Eine Ersatzfigurzählung N wird nach folgender Glei chung abgeleitet: N = kleinste natürliche Zahl gleich groß oder größer als [y/{(70 µC/cm²)×(1,4 µm²)}].
- (d) Eine Ersatzfigur wird wie folgt bestimmt: Die Belichtungsdosis Q wird auf die maximale Be lichtungsdosis 70 µC/cm² eingestellt.
Eine Ersatzfigur wird als ein Quadrat gesetzt bzw. ge
formt. Die Fläche dieser Figur wird auf
eingestellt.
Das Zentrum der Ersatzfigur wird so gesetzt oder einge
stellt, daß es mit dem Zentrum eines betreffenden klei
nen Bereichs oder dem Schwerpunkt von Mustern in einem
entsprechenden kleinen Bereich koinzidiert.
Wenn bei diesem Beispiel die maximale Strahlgröße und
die maximale Belichtungsdosis des lithographischen
Systems jeweils mit Smax bzw. Dmax bezeichnet werden,
wird die Zahl N der in jedem kleinen Bereich gesetzten
Ersatzfiguren auf die kleinste natürliche Zahl gleich
groß oder größer als
gesetzt. Damit kann die für die Korrekturbestrahlung
erforderliche Zeit verkürzt und die Korrekturbestrah
lung selbst mit höherer Geschwindigkeit durchgeführt
werden.
Gemäß Beispiel 4 werden die EB-Daten in zeilenversetz
ter Weise geformt. Wie in Beispielen 1 und 2 kann je
doch ein spezieller Schaltkreis für EB-Daten benutzt
werden. Weiterhin wird gemäß Beispiel 4 das Zentrum
einer Ersatzfigur so eingestellt, daß es mit dem der
kleinen Bereiche koinzidiert. Eine Ersatzfigur kann je
doch in einem Bereich bewegt oder verschoben werden, in
welchem das Zentrum der Figur in jedem kleinen Bereich
enthalten ist.
Wenn die Bedingung (maximale Schußgröße) ≧ (Gesamtflä
che der Figuren im kleinen Bereich) erfüllt ist, wird
oder ist eine Ersatzfigur im kleinen Bereich gesetzt
(vgl. Fig. 10A). Im Fall von (maximale Schußgröße) <
(Gesamtfläche der Figuren in einem kleinen Bereich)
sind oder werden zwei oder mehr Ersatzfiguren im klei
nen Bereich gesetzt. Wenn zwei oder mehr Ersatzfiguren
gesetzt werden sollen, können diese einander gemäß
Fig. 10B überlappen, oder sie können gemäß Fig. 10C
voneinander getrennt sein. Anstelle des Setzens oder
Einstellens mehrerer Figuren kann die Zeit für einen
Schuß verlängert werden.
Gemäß Beispielen 1 bis 5 wird die lithographische Vor
richtung mit variabel geformten Strahlschema (variable-
shaped beam scheme) benutzt. Die Erfindung ist jedoch
auch auf lithographische Vorrichtungen anwendbar, die
mit Vektor(schema) und Rasterabtastschema arbeiten. Ein
Beispiel für einen solchen Anwendungsfall ist nachstehend
anhand der Fig. 11A und 11B beschrieben.
Ein System eines 20-kV-Rasterabtastschemas ist als Bei
spiel angegeben. In diesem Fall kann die Größe des
kleinen Bereichs auf etwa 0,5 µm gesetzt oder einge
stellt werden. Die Größe eines Gaußschen Strahls ist
oder wird auf 0,1 µm eingestellt.
In Fig. 11A stehen schraffierte Abschnitte für Berei
che, auf die beim herkömmlichen Verfahren während der
Korrekturbestrahlung ein Strahl aufgestrahlt wird. Ein
mit (α) bezeichneter Bereich enthält kleine Bereiche,
von denen jeder eine quadratische Form einer Fläche von
0,1×0,1 µm aufweist. Die Musterbildungs-Belichtungs
dosis Qp und die Standard-Korrekturbelichtungsdosis Qc
werden jeweils auf 20 µC/cm² bzw. 8,57 µC/cm² einge
stellt.
Dieses Beispiel wird wie folgt realisiert:
- (a) Abtastgeschwindigkeit und -zyklus oder -takt werden auf die gleichen Größen wie in einem Musterzeich nungsschritt eingestellt.
- (b) Da die Größe des Bereichs das Fünffache der Gauß schen Strahlgröße beträgt, wird der Strahlstrom eingestellt auf 5×(Qc/Qp( = 5×(8,57/20) = 2,14(fach)
- (c) Die Tischgeschwindigkeit wird auf das Fünffache derjenigen beim herkömmlichen Verfahren einge stellt.
- (d) Der Strahl wird auf einen Radius von 3,12 auf der Werkstückoberfläche defokussiert.
- (e) Gemäß Fig. 11B erfolgt die Strahlabtastung (Ab tastung mit dem Strahl) für jeden kleinen Bereich nur einmal.
- (f) Die Zahl der Häufigkeiten, mit welcher der Strahl
in der Abtastoperation gemäß Schritt (e) einge
schaltet wird, wird wie folgt bestimmt:
Die Zahl der Bereiche einer Größe von (0,1 µm)², die in jedem kleinen Bereich vorhanden sind, wird durch N (TOT) angegeben; die Zahl der Einschalt häufigkeiten des Strahls in jedem kleinen Bereich wird mit N (ON) bezeichnet; und die Zahl der Ein schalthäufigkeiten des Strahls bei diesem Beispiel = [ganze Zahl, erhalten durch Abrundung von
Wie vorstehend beschrieben, kann bei diesem Beispiel
durch Setzen oder Vorgeben einer Ersatzfigur, die
größer ist als ein kleines Quadrat, bei der Raster
abtastschema-Elektronenstrahllithographie die Zahl der
Häufigkeiten, mit denen ein Strahl eingeschaltet wird,
im Vergleich zum bisherigen Verfahren verkleinert wer
den, und die für die Korrekturbestrahlung erforderliche
Zeit kann damit verkürzt werden. Genauer gesagt: die
Zahl der Einschalthäufigkeiten eines Strahls (number of
times that a beam is turned on) im kleinen Bereich beim
herkömmlichen Verfahren gemäß Fig. 11A beträgt 12. Da
bei diesem Beispiel
gilt, beträgt, die Zahl der Strahl-Einschalthäufigkei
ten nur 2.
Die Erfindung ist auf ein Zeichenprojektionsschema oder
-system anwendbar. Ein Beispiel für diesen Anwendungs
zweck ist nachstehend anhand der Fig. 12A bis 12F be
schrieben.
Beim Zeichenprojektionssystem werden in Fig. 12A darge
stellte schraffierte Abschnitte als Figuren mit einem
Schuß gleichzeitig aufgestrahlt. Fig. 12B veranschau
licht Strahl-Formaperturen (schraffierte Abschnitte
entsprechen Aperturöffnungen). Wenn die Figuren nach
Fig. 12A aufgestrahlt werden sollen, werden die Aper
turbilder in dem in Fig. 12B von einer gestrichelten
Linie umrahmten Bereich geformt. Wenn von den Mustern
nach Fig. 12A verschiedene Muster gezeichnet werden
sollen, wird die optische Überlappung zweier Formaper
turen gemäß Fig. 12C angewandt.
Die herkömmliche Näherungseffekt-Korrekturmethode ist
auf diesen Fall nicht anwendbar. Bei der herkömmlichen
Methode müssen Muster nach Fig. 12D bei gleichzeitiger
Strahldefokussierung während der Korrekturbestrahlung
gezeichnet werden. Zum Bestrahlen oder Aufstrahlen dieser
Muster nach dem Zeichenprojektionssystem ist eine
Formapertur mit einer Öffnung entsprechend einem schraffierten
Abschnitte gemäß Fig. 12D nötig. Eine Formapertur
mit einer Öffnung, bei welcher gemäß Fig. 12D eine
Maske vorhanden ist, kann jedoch nicht geformt werden.
Wenn die Aperturen gemäß Fig. 12C bei der Korrekturbestrahlung
benutzt werden, vergrößert sich die Zahl der
Schüsse gemäß Fig. 12E. Infolgedessen verlängert sich
die Bestrahlungszeit erheblich.
Bei Anwendung des Verfahrens gemäß diesem Beispiel kann
dagegen die Korrekturbestrahlung wie folgt realisiert
werden: Ein Bereich, auf den Figuren mit einer Zeichenprojektion
gezeichnet werden, wird in kleine Bereiche
unterteilt. In den jeweiligen kleinen Bereichen werden
Ersatzfiguren gesetzt. Der Strahl wird defokussiert,
und die betreffenden Ersatzfiguren werden mittels der
Aperturen gemäß Fig. 12F gezeichnet. In diesem Fall ist
die Zahl der einer Korrekturbestrahlung zu unterwerfenden
Figuren im Vergleich zu Fig. 12E erheblich verkleinert,
so daß die für die Korrekturbestrahlung erforderliche
Zeit verkürzt sein kann. Es ist zu beachten, daß
die Größe jeder Ersatzfigur auf die gleiche Weise wie
in Fig. 1 eingestellt werden kann.
Die Korrekturbestrahlung kann mittels einer Formapertur
gemäß Fig. 12F erfolgen. In diesem Fall benötigen vier
kleine Bereiche nur eine Korrekturbestrahlung, die somit
mit höherer Geschwindigkeit stattfinden kann. Wenn
außerdem die Belichtungsdosis gemäß Fig. 2 eingestellt
wird, kann die Apertur gemäß Fig. 11B benutzt werden.
Obgleich gemäß obiger Beschreibung jeder der Bereiche
(alle Korrekturbereiche), in denen Ersatzfiguren gesetzt
sind, auf einen Bereich eingestellt ist, der
kleiner ist als die Ausbreitung der Rückwärtsstreuung
eines Elektronenstrahls σb, kann jeder Bereich in seiner
Größe praktisch auf die Ausbreitung der Rückwärtsstreuung
des Elektronenstrahls σb oder das Vollbreitenhalbmaximum
der Verteilung der Rückwärtsstreuung des
Elektronenstrahls (etwa 2σb) vergrößert werden. Wenn
insbesondere eine Beschleunigungsspannung von 50 kV
eingestellt ist (σb=10 µm), kann eine Ersatzfigur in
einem Bereich von 10×10 µm oder 20×20 µm gesetzt
werden. Die Ersatzfigur wird so gesetzt oder eingestellt,
daß ihre Fläche und ihr Schwerpunkt mit Gesamtfläche
und Schwerpunkt von Mustern innerhalb des betreffenden
Bereiches koinzidieren.
In Beispiel 1 hat der Schaltkreis A1 die Funktion der
Unterteilung eines lithographischen Bereichs oder
Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe von
10×10 µm (oder 20×20 µm), während der Schaltkreis
A2 die Funktion besitzt, den Schwerpunkt eines Musters
in jedem kleinen Bereich abzuleiten oder zu ermitteln
(obtaining) und die Position des Schwerpunkts mit der
Zentrumsposition des Quadrats koinzidieren zu lassen.
Gemäß Beispiel 4 kann die Größe jedes kleinen Bereichs
auf 15×15 µm (oder 30×30 µm) eingestellt werden,
und das Zentrum (Schwerpunkt) einer Ersatzfigur wird
zur Koinzidenz mit dem Schwerpunkt von Mustern in diesem
Bereich gebracht. Wenn beim System des Rasterabtastschemas
gemäß Beispiel 6 eine Beschleunigungsspannung
auf 20 kV gesetzt ist, kann die Größe eines Bereichs,
in welchem eine Ersatzfigur gesetzt werden
soll, auf 3×3 µm eingestellt werden.
Im folgenden ist die zweite Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
Anhand von Beispielen 1 bis 7 sind die Methoden zum
Korrigieren der Näherungseffekte durch Korrekturstrahlung
oder Korrekturbestrahlung beschrieben. Anstatt
eine Korrekturbestrahlung nach Beispiel 1 bis 7 durchzuführen,
kann jedoch eine Belichtungsdosis in einer
Zeichenoperation korrigiert werden, um die Näherungseffekte
ohne Korrekturbestrahlung zu reduzieren.
Bezüglich eines Druckbereichs mit mehreren Figuren
gemäß Fig. 13A werden beim herkömmlichen Verfahren
(ohne die Verwendung von Ersatzfiguren) optimale Belichtungsdosen
in Einheiten von Figuren unter Anwendung
der Matrixmethode gemäß Fig. 13B bestimmt. Wenn
die Zahl der Figuren erhöht wird, verlängert sich aus
diesem Grund die für die Berechnung optimaler Belichtungsdosen
erforderliche Zeit erheblich. Obgleich die
Werte oder Größen (Belichtungsdosen), die den Figuren
im gleichen Bereich zugewiesen sind, welcher von einer
gestrichelten Linie umrahmt ist, die gleichen sind,
werden diese Werte oder Größe nach einer noch zu beschreibenden
Methode vorgegeben. Beim herkömmlichen
Verfahren können dagegen unterschiedliche Größen im
gleichen Bereich gesetzt oder vorgegeben werden.
Gemäß Fig. 13C wird oder ist bei dieser Ausführungsform
der Druckbereich in kleine (von gestrichelten Linien
umrahmte) Bereiche unterteilt, die jeweils kleiner
sind als die Verteilung der Rückwärtsstreuung eines
Elektronenstrahls und größer als die kleinstmögliche
Figur. Außerdem ist in jedem kleinen Bereich (B1) eine
Ersatzfigur gesetzt, die von einem zu zeichnenden Muster
verschieden ist. In diesem Fall werden Fläche und
Position des Schwerpunkts der Ersatzfigur in jedem
kleinen Bereich so eingestellt, daß sie mit Gesamtfläche
und Schwerpunktsposition der zu zeichnenden Muster
koinzidieren. Anschließend wird gemäß Fig. 13D die optimale
Belichtungsdosis bestimmt, und zwar unter der
Annahme, daß die Ersatzfiguren gezeichnet (worden) sind
(B2). Danach wird die in bezug auf die Ersatzfiguren,
die den betreffenden kleinen Bereichen zugeordnet sind,
bestimmte Belichtung als Belichtungsdosis für die zu
zeichnenden Muster bestimmt, die in den betreffenden
kleinen Bereichen enthalten sind (vgl. Fig. 13B) (B3).
Wie erwähnt, ist beim Verfahren gemäß dieser Ausführungsform
die Zahl der Figuren, für die optimale Belichtungsdosen
berechnet werden müssen, wesentlich
kleiner als beim herkömmlichen Verfahren. Die zur Bestimmung
der optimalen Belichtungsdosis nötige Rechenzeit
kann daher wesentlich verkürzt werden. Diese Ausführungsform
ist nachstehend anhand entsprechender Beispiele
beschrieben.
Fig. 14 zeigt ein Modell eines LSI-Musters einer Arraystruktur.
Fig. 15 veranschaulicht die für die Näherungseffektkorrektur
bezüglich des LSI-Modells erforderliche
Zeit für Fälle, bei denen Ersatzfiguren benutzt
bzw. nicht benutzt werden. Die Matrixmethode wird
für den Algorithmus der Korrekturberechnungen benutzt.
Die Multiplikationsgeschwindigkeit eines benutzten
Rechners beträgt (10 ns/Multiplikation). Verwendet werden
eine Beschleunigungsspannung von 50 kV und ein Si-
Substrat unter der Bedingung σb=10 µm, wobei die
Größe jedes kleinen Bereichs auf 2×2 µm eingestellt
ist.
Die Korrekturzeit kann durch Anwendung einer Arraystruktur
verkürzt werden. Bei diesem Beispiel wird jedoch
ein derartiges Schema oder System nicht angewandt,
vielmehr werden die Korrekturberechnungen ausgeführt,
nachdem alle Arrays erweitert oder entwickelt sind. Bei
Verwendung einer Ersatzfigur wird deren Zentrum als repräsentativer
Punkt (Bezugspunkt) benutzt. Wenn keine
Ersatzfigur vorgesehen ist, wird der Schwerpunkt jedes
Musters als repräsentativer Punkt benutzt. Wie aus Fig. 14
hervorgeht, entspricht die Dichte der Muster 10 Figuren/72 l²
(mit l=Konstruktionsregel bzw. Nennmaß).
Wenn keine Ersatzfiguren benutzt werden, verlängert sich
die Korrekturberechnungszeit nach der Matrixmethode mit
der dritten Potenz einer Musterdichte ρ. Aus diesem
Grund verlängert sich die Rechenzeit mit einer Verkleinerung
der Konstruktionsregel um (1/l)⁶. Mit der Verkleinerung
der Konstrukti 16535 00070 552 001000280000000200012000285911642400040 0002004130895 00004 16416onsregel (bzw. des Nennmaßes)
verlängert sich die tatsächliche Rechenzeit erheblich.
Infolgedessen ist es praktisch unmöglich, die Korrekturberechnungen
mit einer Konstruktionsregel, die kleiner
ist als 0,5 µm, durchzuführen.
Wenn - wie beim Verfahren gemäß diesem Beispiel - Ersatzfiguren
benutzt werden, ist deshalb, weil die Rechenzeit
nicht von der Dichte der Originalmuster abhängt,
praktisch die gleiche Verarbeitungszeit von
einer Regel von 1 µm bis zu einer Regel von 0,125 µm
nötig. Insbesondere bei einer Regel (rule) von 0,5 µm
oder weniger ist die Rechenzeit im Vergleich zu dem
keine Ersatzfigur verwendeten herkömmlichen Verfahren
beträchtlich verkürzt.
Korrekturwirkungen, die bei Durchführung der Näherungseffektkorrektur
in bezug auf die Muster gemäß Fig. 14
unter Anwendung lediglich der Matrixmethode und sowohl
der Matrixmethode als auch des Verfahrens gemäß diesem
Beispiel erzielt werden, wurden jeweils unter Verwendung
der Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung überprüft.
In jedem Fall betrug eine Größenabweichung aufgrund
der Näherungseffektkorrektur ±0,02 µm, was innerhalb
des Meßfehlerbereichs liegt. Es ist somit ersichtlich,
daß eine Verschlechterung oder Beeinträchtigung
der Korrekturgenauigkeit aufgrund des Verfahrens
gemäß diesem Beispiel in der Praxis keinerlei Problem
aufwirft.
Gemäß Beispiel 8 werden Ersatzfiguren auch für eine
Konstruktionsregel von 1 µm (Musterdichte: 1/7,2 µm²)
gesetzt, und die Korrekturberechnungen werden unter
Heranziehung der Ersatzfiguren durchgeführt.
Für die Realisierung der Erfindung kann jedoch das Verfahren
gemäß Beispiel 8 flexibler angewandt werden.
Wenn Ersatzfiguren gesetzt oder vorgegeben werden sollen,
wird die Zahl der in kleinen Bereichen gesetzten
Ersatzfiguren mit der Zahl der Originalfiguren verglichen.
Wenn die letztere Zahl kleiner ist, können die
Originalfiguren unmittelbar benutzt werden. Nach dieser
Methode kann die für die Korrekturberechnungen erforderliche
Zeit auch dann verkürzt werden, wenn eine vergleichsweise
große Konstruktionsregel (ein großes Nennmaß)
gegeben ist.
In Beispiel 8 wird die Matrixmethode als Algorithmus
der Korrekturberechnungen angewandt. Es können jedoch
auch andere Algorithmen verwendet werden. Beispielsweise
kann eine in neuerer Zeit vorgeschlagene Methode
der Benutzung einer Annäherungsformel für die Korrekturbelichtungsdosis
(vgl. J. M. Parkovich, "Proximity
effect correction calculations by the integral
approximate solution method", J. Vac. Sci. Technol. B,
Vol. 4, Nr. 1, Jan./Feb. 1986, S. 159-163, und T. Abe
u. a., "Proximity Effect Correction for Electron Beam
exposure dose EX-7", Proceeding of 1st Micro Process
Conference, S. 40-41) als Algorithmus der Korrekturberechnungen
benutzt werden, wobei dieser Algorithmus
und die vorliegende Erfindung gemeinsam angewandt werden
können.
Fig. 16 veranschaulicht den oben beschriebenen Korrekturberechnungsalgorithmus.
In einem Schritt 1 werden
ein zu zeichnendes Muster in kleine Figuren unterteilt
und Daten zum Speichern der Ergebnisse der Korrekturberechnungen
gebildet. In diesem Fall ist das Muster in
Figuren zu unterteilen, die jeweils eine Größe ausreichend
kleiner als σb besitzen. In einem Schritt 2 werden
für Korrekturberechnungen benutzte Bezugs- oder Referenzdaten
gebildet (d. h. erzeugt). In diesem Fall
wird das Muster in rechteckige Abschnitte unterteilt,
die jeweils eine unabhängig von σb möglichst große
Größe aufweisen. In einem Schritt 3 wird in bezug auf
eine kleine Fig. i eine Korrekturbelichtungsdosis wie
folgt bestimmt:
- 1) Von den Bezugsrechtecken in den Daten werden Rechtecke, die innerhalb des Bereichs von 3σb um die kleine Fig. i herum vorhanden sind, gemäß den Fig. 17A und 17B ausgezogen bzw. ausgesiebt. In diesem Fall entsprechen gestrichelte Abschnitte (2 bis 7) in Fig. 17B Figuren, die für die Korrekturverarbeitung benutzt werden, während andere Fig. 1) nicht benutzt werden.
- 2) Unter der Annahme, daß die Zentrumsposition der kleinen Fig. i mit (xi, yi) sowie Zentrum und Größe jedes Bezugsrechtecks, das in Schritt 1) gewählt ist, jeweils mit (Xj, Yj) bzw. (2Aj, 2Bj) bezeichnet sind, wird eine Korrekturbelichtungsdosis Di als Belichtungsdosis für die kleine Fig. i wie folgt abgeleitet oder ermittelt: Darin bedeutet: k=ein Parameter für Korrektur, der auf 0,4 eingestellt ist, wenn ein Si-Substrat und eine Beschleunigungsspannung von 50 kV benutzt werden. U ist dabei eine Referenz- oder Bezugsgröße für die in einem Resist absorbierte Energiemenge, die auf der Rückwärtsstreuung basiert.
Die obige Methode kann gemäß Fig. 18 zusammen mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren angewandt werden. Anstatt
der Ausführung von Schritt 1 gemäß Fig. 1 (bzw. Fig. 16)
werden Daten zur Speicherung der Ergebnisse der
Korrekturberechnungen in einem Schritt i unter Heranziehung
eines Originalmusters gebildet. In diesem Fall
wird das Muster in kleine Bereiche unterteilt. Wenn in
einem kleinen Bereich zwei oder mehr Figuren vorhanden
sind, wird anstelle dieser Figuren eine Ersatzfigur im
kleinen Bereich gesetzt.
Anstelle der Durchführung von Schritt 2 gemäß Fig. 16
werden in einem Schritt ii Referenz- oder Bezugsrechteckdaten
zur Benutzung bei den Korrekturberechnungen
geformt. Dabei wird das Muster in Rechteckabschnitte
unterteilt, die jeweils eine Größe besitzen, welche unabhängig
von σb möglichst groß gewählt ist. Wenn in
einem kleinen Bereich zwei oder mehr Figuren vorhanden
sind, wird anstelle der Rechteckfiguren eine Ersatzfigur
im kleinen Bereich gesetzt.
Ähnlich wie im Schritt 3 gemäß Fig. 16 werden in einem
Schritt iii Korrekturbelichungsdosen bezüglich der
kleinen Figuren (oder Bereiche) und der Ersatzfigur im
kleinen Bereich bestimmt. Anschließend wird in einem
Schritt iv unter Verwendung der im Schritt iii erhaltenen
Ausgangsergebnisse eine Bestrahlungszeit für das
Originalmuster eingestellt.
Bei der oben beschriebenen Methode wird bezüglich einer
vergleichsweise großen Figur ein (zu zeichnendes) Muster
im betreffenden kleinen Bereich direkt benutzt.
Bezüglich der kleinen Figur wird eine Ersatzfigur im
betreffenden kleinen Bereich gesetzt, und die Belichtungskorrekturberechnungen
werden auf der Grundlage
einer Annäherungsformel für eine Korrekturbelichtungsdosis
zusammen mit der Ersatzfigur benutzt. Auf diese
Weise kann die für die Belichtungsdosiskorrektur benutzte
Zeitspanne auch im Falle eines Gemisches aus
großen und kleinen Mustern erheblich verkürzt werden.
Im folgenden wird die dritte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
Die Beispiele 1 bis 7 beziehen sich auf Methoden zum
Korrigieren der Näherungseffekte durch Korrekturstrahlung
oder Korrekturbestrahlung. Die Näherungseffekte
können jedoch ohne Korrekturbestrahlung, ausgenommen
derjenigen im Lithographievorgang, mittels einer Korrekturbelichtungsdosis
während der lithographischen
Operation anstelle der Durchführung der Korrekturbestrahlung
reduziert werden.
Bei dem (keine Ersatzfiguren verwendenden) herkömmlichen
Verfahren werden bezüglich eines Druckbereichs,
der mehrere Figuren gemäß Fig. 19A enthält, optimale
Belichtungsdosen unter Anwendung der Matrixmethode in
Einheiten von Figuren bestimmt (vgl. Fig. 19B). Mit einer
Zunahme der Zahl der Figuren verlängert sich daher die
Rechenzeit enorm.
Bei dieser Ausführungsform wird gemäß den Fig. 20A und
20B ein lithographischer Bereich oder Druckbereich in
Bereiche unterteilt, die jeweils eine Größe gleich groß
oder kleiner als das Vollbreitenhalbmaximum (etwa 2σb)
der Verteilung der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung
eines Elektronenstrahls besitzen, wobei Daten (Daten 1)
für die Ersatzfiguren, die jeweils von einem in einem
entsprechenden Bereich zu zeichnenden Muster verschieden
sind, gebildet werden. Zusätzlich wird gemäß den
Fig. 20C und 20D der Druckbereich in Bereiche unterteilt,
die jeweils eine Größe besitzen, welche ausreichend
kleiner ist als die Ausbreitung der Rückwärtsstreuung
des Elektronenstrahls, wobei Daten (Daten 2)
unabhängig von den Daten 1 dadurch gebildet werden, daß
die Position des Schwerpunkts der zu zeichenden Muster
in jedem Bereich auf eine repräsentative Position gesetzt
wird. In den Daten 1 sind Fläche und Position
oder Lage des Schwerpunkts einer Ersatzfigur mit der
Gesamtfläche bzw. der Position des Schwerpunkts der zu
zeichnenden Muster koinzidierend eingestellt.
Anschließend werden optimale Belichtungsdosen an den
betreffenden repräsentativen Positionen der Daten unter
Benutzung der betreffenden Ersatzfiguren der Daten 1
ermittelt oder berechnet. Die ermittelten Belichtungsdosen
werden als optimale Belichtungsdosis für die in
den Bereichen der Daten 2 zu zeichnenden Muster bestimmt.
Beim Verfahren gemäß dieser Ausführungsform ist die
Zahl der für die Berechung der optimalen Belichtungsdosis
benutzten Figuren wesentlich kleiner als beim
herkömmlichen Verfahren. Die für die Bestimmung der
optimalen Belichtungsdosis oder -dosen erforderliche
Rechenzeit kann daher erheblich verkürzt sein. Diese
Ausführungsform ist nachstehend anhand eines entsprechenden
Beispiels beschrieben.
Eine neuerdings vorgeschlagene Methode der Benutzung
von Näherungsformeln für Korrekturbelichtungsdosen
(vgl. J. M. Parkovich, "Proximity effect correction
calculations by the integral approximate solution
method", J. Vac. Sci. Technol. B, Vol. 4, Nr. 1,
Jan./Feb. 1986, S. 159-163, und T. Abe u. a.,
"Proximity Effect Correction for Electron Beam Exposure
dose EX-7", Proceeding of 1st Micro Process Conference,
S. 40-41) kann als Algorithmus der Korrekturberechnungen
benutzt und bei der Erfindung angewandt werden.
Der oben erwähnte Algorithmus der Korrekturberechnungen
ist in Fig. 16 dargestellt und im Beispiel 10 beschrieben.
Diese Methode kann gemäß Fig. 21 bei der Erfindung angewandt
werden. Anstatt den Schritt 1 gemäß Fig. 16
durchzuführen, werden in einem Schritt i Daten zum
Speichern der Ergebnisse der Korrekturberechnungen gebildet.
Diese Daten entsprechen den Daten 2 gemäß Fig. 20A
bis 20D. In diesem Fall besitzt jeder der unterteilten
kleinen Bereiche eine Größe, die ausreichend
kleiner ist als σb, wobei die Position des Schwerpunkts
aller Muster in jedem Bereich auf eine repräsentative
Position gesetzt ist. Im Schritt i ist oder wird das
Muster in jedem kleinen Bereich durch die Position des
Schwerpunkts jedes Bereichs dargestellt.
Anstatt den Schritt 2 gemäß Fig. 16 durchzuführen, werden
für Korrekturberechnungen benutzte Referenz- oder
Bezugsrechteckdaten in einem Schritt ii gebildet. In
diesem Fall wird der Druckbereich in Rechteckfiguren
unterteilt, deren Größe unabhängig von σb jeweils
möglichst groß (gewählt) ist. Wenn mehrere Figuren in
einem Bereich vorhanden sind, der gleich groß oder
kleiner ist als das Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung
oder Spreizung der Rückwärtsstreuung (etwa
2σb) oder der Ausbreitung von (entsprechend) σb, wird
anstelle der Rechteckfiguren eine Ersatzfigur in dem
Bereich gesetzt, in welchem die mehreren Figuren vorhanden
sind. Diese Daten entsprechen den Daten 1 gemäß
Fig. 20A bis 20D.
Ähnlich wie im Schritt 3 gemäß Fig. 16 werden in einem
Schritt iii Korrekturbelichtungsdosen bezüglich der
repräsentativen Positionen in den betreffenden Bereichen
bestimmt. In einem Schritt iv wird dann unter Heranziehung
der im Schritt iii erhaltenen Ausgangsergebnisse
eine Bestrahlungszeit für das Originalmuster gesetzt
oder vorgegeben.
Beim Verfahren gemäß diesem Beispiel wird bezüglich
einer vergleichsweise großen Figur ein (zu zeichnendes)
Muster in einem Bereich, der gleich groß oder kleiner
ist als das Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung der
Rückwärtsstreuung (etwa 2σb), unmittelbar benutzt. Bezüglich
kleiner Figuren wird eine Ersatzfigur im betreffenden
kleinen Bereich gesetzt, wobei die Belichtungskorrekturberechnungen
auf der Grundlage einer Näherungsformel
für eine Korrekturbelichtungsdosis zusammen
mit der repräsentativen Figur bzw. Ersatzfigur
durchgeführt werden. Auf diese Weise kann die für die
Belichtungskorrektur erforderliche Zeit auch im Falle
eines Gemisches aus großen und kleinen Mustern beträchtlich
verkürzt werden.
Fig. 22 veranschaulicht ein Modell eines LSI-Musters
oder -Bilds mit einer Arraystruktur. Die für das LSI-
Modell gemäß Fig. 22 bei Anwendung dieses Beispiels
benötigte Rechenzeit wird mit derjenigen verglichen,
die nötig ist, wenn Ersatzfiguren und Näherungsformeln
benutzt werden. Die Korrekturzeit kann unter Verwendung
oder Heranziehung der Arraystruktur verkürzt werden. Im
vorliegenden Fall wird jedoch eine derartige Operation
nicht durchgeführt, vielmehr erfolgt die Korrekturberechnung,
nachdem alle Arrays erweitert oder entwickelt
sind. Die Größe eines Bereichs für eine Ersatzfigur
wird auf 10×10 µm eingestellt, was der Ausbreitung
oder Spreizung der Rückwärtsstreuung σb gleich ist, und
ein Bereich für die Einstellung oder Vornahme einer Belichtung
wird auf 2×2 µm eingestellt.
Wenn gemäß Fig. 22 eine Konstruktionsregel mit l µm
vorgegeben ist, beträgt die Dichte der Muster 10 Figuren/72 l².
Wenn eine Näherungsformel für Belichtungskorrektur
benutzt werden soll, werden Beiträge
(contributions) von allen Figuren, die innerhalb einer
Strecke oder eines Abstandes von 3σb von der betreffenden
Figur vorhanden sind, berechnet. Die Zahl der innerhalb
von 3σb vorhandenen Figuren wird um (1/L)² erhöht,
wenn keine Ersatzfiguren benutzt werden. Wenn andererseits
Ersatzfiguren benutzt werden, ist die Zahl
der innerhalb von 3σb vorhandenen Figuren unabhängig
von einer Konstruktionsregel, und sie bleibt konstant.
Fig. 23 veranschaulicht eine Beziehung zwischen der
Rechenzeit und der Konstruktionsregel (Nennmaß) in Fällen,
in denen Ersatzfiguren benutzt und nicht benutzt
werden, wenn Näherungsformeln der Belichtungsdosiskorrektur
zugrundegelegt werden. Wie aus Fig. 23 hervorgeht,
verkürzt sich bei Benutzung der Ersatzfiguren die
Rechenzeit auf 1/10 für eine Konstruktionsregel von
1 µm und auf 1/1000 für eine Konstruktionsregel von
0,1 µm. Dies bedeutet, daß bei Anwendung oder Heranziehung
der Ersatzfiguren für das Belichtungsdosiskorrekturschema
oder -system die für die Korrektur benötigte
Zeit beträchtlich verkürzt sein kann.
Wenn ferner die Größe des Bereichs auf 20×20 µm und
damit gleich dem Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung
der Rückwärtsstreuung (etwa 2σb) eingestellt wird
oder ist, verkürzt sich die Rechenzeit auf 1/2²=1/4.
Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt. Bei den beschriebenen
Ausführungsformen wird die mit einem variabel
geformten Strahlschema arbeitende Elektronenstrahllithographie-
Vorrichtung benutzt. Die Erfindung ist
jedoch auch auf von einer solchen Vorrichtung verschiedene
lithographische Vorrichtung anwendbar. Die
Erfindung ist auch keineswegs auf den speziellen Anwendungszweck
einer Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung
beschränkt. Beispielsweise kann neben der Anwendung
für die unmittelbare Ausbildung von Resistmustern
auf Plättchen die Erfindung auch auf die Erzeugung
von Röntgenmasken, optischen Steppermasken, Fadenkreuzen
oder -netzen und dergleichen angewandt werden.
Claims (15)
1. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, umfassend
den Schritt des Zeichnens oder Aufzeichnens gewünschter
Muster auf einem Prüfling oder Werkstück
durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf diesen
bzw. dieses und den Schritt der Durchführung
einer Korrektur(be)strahlung mittels eines Elektronenstrahls
auf dem Werkstück vor oder nach dem
Schritt des Zeichnens der gewünschten Muster zwecks
Verringerung von Näherungseffekten aufgrund der das
Musterzeichnen begleitenden Rückwärtsstreuung, wobei
der Schritt der Durchführung der Korrektur(be)strahlung
folgende Schritte umfaßt:
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung (spread) der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden,
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung (spread) der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden,
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
2. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, umfassend
den Schritt des Zeichnens oder Aufzeichnens gewünschter
Muster auf einem Prüfling oder Werkstück
durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf diesen
bzw. dieses und den Schritt der Durchführung
einer Korrektur(be)strahlung mittels eines Elektronenstrahls
auf dem Werkstück vor oder nach dem
Schritt des Zeichnens der gewünschten Muster zwecks
Verringerung von Näherungseffekten aufgrund der das
Musterzeichnen begleitenden Rückwärtsstreuung, wobei
der Schritt der Durchführung der Korrektur(be)strahlung
folgende Schritte umfaßt:
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die praktisch gleich groß oder kleiner ist als ein Vollbreitenhalbmaximum einer Verteilung einer Ausbreitung (oder Spreizung) der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in kleine Bereiche mit jeweils einer Größe, die praktisch gleich groß oder kleiner ist als ein Vollbreitenhalbmaximum einer Verteilung einer Ausbreitung (oder Spreizung) der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls,
Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren, als Strahlungseinheitsfiguren, in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en) (radiation), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden
Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen (drawing) der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend die
folgenden Schritte:
Einstellen (setting) einer Belichtungsdosis Qp im Musterzeichnungsschritt und einer Standard-Korrekturbelichtungsdosis Qc im Korrektur(b)strahlungsschritt derart, daß sie folgender Bedingung genügen: Qc = Qp + ηE/(1 + ηE)worin ηE = ein Verhältnis der gesamten absorbierten Energiemenge eines Resists, basierend auf der Vorwärtsstreuung eines Lektronenstrahls, zu einer gesamten absorbierten Energiemenge des Resists, basierend auf der Rückwärtsstreuung des Elektronenstrahls, und
Einstellen einer Größe dc des im Korrektur(be)strahlungsschritt benutzten defokussierten Strahls auf die folgende Beziehung zu einem Strahl einer Größe von Null:dc = 2σb/(1 + ηE)1/4worin σb = ein Parameter, der gesetzt oder gegeben wird, wenn die absorbierte Lichtmenge des Resists, basierend auf der Rückwärtsstreuung, durch exp(-x²/σb²) angenähert ist.
Einstellen (setting) einer Belichtungsdosis Qp im Musterzeichnungsschritt und einer Standard-Korrekturbelichtungsdosis Qc im Korrektur(b)strahlungsschritt derart, daß sie folgender Bedingung genügen: Qc = Qp + ηE/(1 + ηE)worin ηE = ein Verhältnis der gesamten absorbierten Energiemenge eines Resists, basierend auf der Vorwärtsstreuung eines Lektronenstrahls, zu einer gesamten absorbierten Energiemenge des Resists, basierend auf der Rückwärtsstreuung des Elektronenstrahls, und
Einstellen einer Größe dc des im Korrektur(be)strahlungsschritt benutzten defokussierten Strahls auf die folgende Beziehung zu einem Strahl einer Größe von Null:dc = 2σb/(1 + ηE)1/4worin σb = ein Parameter, der gesetzt oder gegeben wird, wenn die absorbierte Lichtmenge des Resists, basierend auf der Rückwärtsstreuung, durch exp(-x²/σb²) angenähert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend den
Schritt der Einstellung einer Fläche Sj einer Ersatzfigur j
in einem der kleinen Bereiche und einer
Belichtungsdosis Qj, derart, daß sie einer (der)
folgenden Gleichung(en) genügen, mit der Maßgabe,
daß im kleinen Bereich nicht weniger als eine Ersatzfigur
gesetzt ist:
worin bedeuten:
Si = eine Fläche einer Einheitsfigur (unit figure) i, die durch Schwarz/Weiß-Invertierung einer Originalfigur im kleinen Bereich erhalten wird, und
Qc = eine Standard-Korrekturbelichtungsdosis.
Si = eine Fläche einer Einheitsfigur (unit figure) i, die durch Schwarz/Weiß-Invertierung einer Originalfigur im kleinen Bereich erhalten wird, und
Qc = eine Standard-Korrekturbelichtungsdosis.
5. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend den
Schritt der Einstellung einer Fläche Sj einer Ersatzfigur
j in einem der kleinen Bereiche und einer
Belichtungsdosis Qj, derart, daß sie einer (der)
folgenden Gleichung(en) genügen, mit der Maßgabe,
daß im kleinen Bereich nicht weniger als eine Ersatzfigur
gesetzt ist:
worin bedeuten:
Si = eine Fläche einer Einheitsfigur (unit figure) i, die durch Schwarz/Weiß-Invertierung einer Originalfigur im kleinen Bereich erhalten wird, und
Qc = eine Standard-Korrekturbelichtungsdosis.
Si = eine Fläche einer Einheitsfigur (unit figure) i, die durch Schwarz/Weiß-Invertierung einer Originalfigur im kleinen Bereich erhalten wird, und
Qc = eine Standard-Korrekturbelichtungsdosis.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Belichtungsdosis Q der Ersatzfigur gleich
der Standard-Korrekturbelichtungsdosis Qc ist und
eine Größe S der Ersatzfigur
entspircht.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe S der Ersatzfigur gleich einer Größe
SΔ des kleinen Bereichs ist und die Belichtungsdosis
gegeben ist durch:
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Zahl N von im kleinen Bereich gesetzten
Ersatzfiguren eine kleinste natürliche Zahl nicht
kleiner als
ist, wobei in obiger Formel Smax und Dmax eine maximale
Strahlgröße bzw. eine maximale Belichtungsdosis,
die mittels einer lithographischen Systems
einstellbar sind, bedeuten.
9. Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung zum Zeichnen
oder Aufzeichnen gewünschter Muster auf einem Prüfling
bzw. einem Werkstück durch Aufstrahlen eines
Elektronenstrahls auf diesen bzw. dieses und Durchführen
einer Korrektur(be)strahlung mittels eines
Elektronenstrahls auf dem Werkstück zwecks Verringerung
von Näherungseffekten aufgrund der das Musterzeichnen
begleitenden Rückwärtsstreuung, umfassend
eine Einrichtung zum Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs des Werkstücks in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist
eine Einrichtung zum Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren als Strahlungseinheitsfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden,
eine Einrichtung zum Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
eine Einrichtung zum Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
eine Einrichtung zum Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs des Werkstücks in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist
eine Einrichtung zum Setzen von repräsentativen Figuren oder Ersatzfiguren als Strahlungseinheitsfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit einer kleineren Zahl als die Zahl der Häufigkeit der Bestrahlung(en), die durchzuführen ist/sind, wenn die gewünschten Muster in den kleinen Bereichen als schwarz/weiß-invertierte Muster gezeichnet werden,
eine Einrichtung zum Einstellen einer Belichtungsdosis für die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen und
eine Einrichtung zum Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrößerung seiner Größe auf eine Größe, die ungefähr mit der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung übereinstimmt, und Zeichnen der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen mit der eingestellten Belichtungsdosis.
10. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Zeichnen gewünschter Muster
auf einem Werkstück durch Aufstrahlen eines
Elektronenstrahls auf dieses eine optimale Belichtungsdosis
in Einheiten von Positionen in den betreffenden,
zu zeichnenden Mustern ermittelt
(obtained) wird und die betreffenden Muster mit der
optimalen Belichtungsdosis gezeichnet werden, umfassend
die folgenden Schritte:
Unterteilen eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen (setting) einer Ersatzfigur, die zu zeichnende Muster repräsentiert, in mindestens einem der kleinen Bereiche,
unter der Vorraussetzung oder Annahme, daß jede Ersatzfigur in jedem der kleinen Bereiche gezeichnet ist, erfolgende Bestimmung einer optimalen Belichtungsdosis für die betreffenden Ersatzfiguren und
Bestimmen der optimalen Belichtungsdosis, die in bezug auf die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen bestimmt (worden) ist, als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in den betreffenden kleinen Bereichen enthalten sind.
Unterteilen eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
Setzen (setting) einer Ersatzfigur, die zu zeichnende Muster repräsentiert, in mindestens einem der kleinen Bereiche,
unter der Vorraussetzung oder Annahme, daß jede Ersatzfigur in jedem der kleinen Bereiche gezeichnet ist, erfolgende Bestimmung einer optimalen Belichtungsdosis für die betreffenden Ersatzfiguren und
Bestimmen der optimalen Belichtungsdosis, die in bezug auf die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen bestimmt (worden) ist, als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in den betreffenden kleinen Bereichen enthalten sind.
11. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Zeichnen gewünschter Muster
auf einem Werkstück durch Aufstrahlen eines
Elektronenstrahls auf dieses eine optimale Belichtungsdosis
in Einheiten von Positionen in den betreffenden,
zu zeichnenden Mustern ermittelt
(obtained) wird und die betreffenden Muster mit der
optimalen Belichtungsdosis gezeichnet werden, umfassend:
einen ersten Schritt eines Unterteilens eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist, und Setzen einer repräsentativen Figur oder Ersatzfigur in mindestens einem der kleinen Bereiche, welche von einem darin zu zeichnenden Muster verschieden ist, während zu zeichnende Muster in den restlichen kleinen Bereichen als Ersatzfiguren gesetzt werden,
einen zweiten Schritt eines Unterteilens des Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, und kleiner als eine Ausbreitung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls ist, in bezug auf ein erstes zu zeichnendes Muster oder ein zweites zu zeichnendes Muster, wobei das zweite Muster durch Schwarz/Weiß-Invertierung des ersten Musters in kleine(n) Bereiche(n) gewonnen (obtained) wird, und Setzen einer vom Muster verschiedenen Referenz- oder Bezugsfigur im kleinen Bereich anstelle mindestens eines der Muster, unter Heranziehung der restlichen Muster als Bezugsfiguren,
einen dritten Schritt einer Bestimmung einer optimalen Belichtungsdosis bezüglich der betreffenden, im ersten Schritt gebildeten Ersatzfiguren unter Heranziehung der im zweiten Schritt in den betreffenden kleinen Bereichen gesetzten Bezugsfiguren, wenn die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen als gezeichnet bzw. zu zeichnen vorausgesetzt werden, und
einen vierten Schritt eines Bestimmens der im dritten Schritt bestimmten optimalen Belichtungsdosis bezüglich der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden, in den betreffenden kleinen Bereichen enthaltenen Muster.
einen ersten Schritt eines Unterteilens eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die kleiner als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist, und Setzen einer repräsentativen Figur oder Ersatzfigur in mindestens einem der kleinen Bereiche, welche von einem darin zu zeichnenden Muster verschieden ist, während zu zeichnende Muster in den restlichen kleinen Bereichen als Ersatzfiguren gesetzt werden,
einen zweiten Schritt eines Unterteilens des Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, und kleiner als eine Ausbreitung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls ist, in bezug auf ein erstes zu zeichnendes Muster oder ein zweites zu zeichnendes Muster, wobei das zweite Muster durch Schwarz/Weiß-Invertierung des ersten Musters in kleine(n) Bereiche(n) gewonnen (obtained) wird, und Setzen einer vom Muster verschiedenen Referenz- oder Bezugsfigur im kleinen Bereich anstelle mindestens eines der Muster, unter Heranziehung der restlichen Muster als Bezugsfiguren,
einen dritten Schritt einer Bestimmung einer optimalen Belichtungsdosis bezüglich der betreffenden, im ersten Schritt gebildeten Ersatzfiguren unter Heranziehung der im zweiten Schritt in den betreffenden kleinen Bereichen gesetzten Bezugsfiguren, wenn die Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen als gezeichnet bzw. zu zeichnen vorausgesetzt werden, und
einen vierten Schritt eines Bestimmens der im dritten Schritt bestimmten optimalen Belichtungsdosis bezüglich der Ersatzfiguren in den betreffenden kleinen Bereichen als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden, in den betreffenden kleinen Bereichen enthaltenen Muster.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine im kleinen Bereich gesetzte Ersatzfigur
ein Rechteck ist und das Rechteck einer der folgenden
Bedingungen genügt:
- 1) das Rechteck besitzt eine Fläche gleich einer Gesamtfläche aller zu zeichnenden Muster, die im kleinen Bereich vorhanden sind, und
- 2) Fläche und Schwerpunkt des Rechtecks koinzidieren mit Gesamtfläche und Schwerpunkt der zu zeichnenden Muster, die im kleinen Bereich vorhanden sind.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß eine im kleinen Bereich gesetzte Ersatzfigur
ein Rechteck ist und das Rechteck einer der folgenden
Bedingungen genügt:
- 1) das Rechteck besitzt eine Fläche gleich einer Gesamtfläche aller zu zeichnenden Muster, die im kleinen Bereich vorhanden sind, und
- 2) Fläche und Schwerpunkt des Rechtecks koinzidieren mit Gesamtfläche und Schwerpunkt der zu zeichnenden Muster, die im kleinen Bereich vorhanden sind.
14. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Zeichnen gewünschter Muster
auf einem Werkstück durch Aufstrahlen eines
Elektronenstrahls auf dieses eine optimale Belichtungsdosis
in Einheiten von Positionen in den betreffenden,
zu zeichnenden Mustern ermittelt
(obtained) wird und die betreffenden Muster mit der
optimalen Belichtungsdosis gezeichnet werden, umfassend:
einen ersten Schritt eines Unterteilens eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die ausreichend kleiner ist als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, und Setzen von repräsentativen Positionen an den Zentren der betreffenden kleinen Bereiche oder den Schwerpunkten von in den betreffenden kleinen Bereichen enthaltenen Figuren,
einen zweiten Schritt eines Unterteilens eines Gesamtbereichs eines ersten, zu zeichnenden Musters oder eines zweiten, zu zeichnenden Musters, von denen das zweite Muster durch Invertieren des ersten Musters gewonnen ist, in Bereiche mit jeweils einer Größe, die gleich groß oder kleiner ist als das Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, unabhängig von der Unterteilung des Druckbereichs im ersten Schritt, und Setzen einer das Muster repräsentierenden Ersatzfigur in mindestens einem der Bereiche,
einen dritten Schritt zum Bestimmen einer optimalen Belichtungsdosis für die in den jeweiligen kleinen, im ersten Schritt gebildeten Bereichen enthaltenen Muster an den betreffenden repräsentativen Positionen unter Heranziehung der im zweiten Schritt gebildeten Ersatzfigur, wenn die Ersatzfigur als gezeichnet bzw. zu zeichnen vorausgesetzt wird, und
einen vierten Schritt des Bestimmens der im dritten Schritt bestimmten optimalen Belichtungsdosis bezüglich der repräsentativen Positionen der betreffenden, im ersten Schritt gebildeten kleinen Bereiche als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in jedem der betreffenden, im zweiten Schritt gebildeten kleinen Bereiche enthalten sind.
einen ersten Schritt eines Unterteilens eines lithographischen Bereichs oder Druckbereichs in kleine Bereiche jeweils einer Größe, die ausreichend kleiner ist als eine Ausbreitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, und Setzen von repräsentativen Positionen an den Zentren der betreffenden kleinen Bereiche oder den Schwerpunkten von in den betreffenden kleinen Bereichen enthaltenen Figuren,
einen zweiten Schritt eines Unterteilens eines Gesamtbereichs eines ersten, zu zeichnenden Musters oder eines zweiten, zu zeichnenden Musters, von denen das zweite Muster durch Invertieren des ersten Musters gewonnen ist, in Bereiche mit jeweils einer Größe, die gleich groß oder kleiner ist als das Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, unabhängig von der Unterteilung des Druckbereichs im ersten Schritt, und Setzen einer das Muster repräsentierenden Ersatzfigur in mindestens einem der Bereiche,
einen dritten Schritt zum Bestimmen einer optimalen Belichtungsdosis für die in den jeweiligen kleinen, im ersten Schritt gebildeten Bereichen enthaltenen Muster an den betreffenden repräsentativen Positionen unter Heranziehung der im zweiten Schritt gebildeten Ersatzfigur, wenn die Ersatzfigur als gezeichnet bzw. zu zeichnen vorausgesetzt wird, und
einen vierten Schritt des Bestimmens der im dritten Schritt bestimmten optimalen Belichtungsdosis bezüglich der repräsentativen Positionen der betreffenden, im ersten Schritt gebildeten kleinen Bereiche als optimale Belichtungsdosis für die zu zeichnenden Muster, die in jedem der betreffenden, im zweiten Schritt gebildeten kleinen Bereiche enthalten sind.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß eine im kleinen Bereich gesetzte Ersatzfigur
ein Rechteck ist und das Rechteck mindestens einer
der folgenden Bedingungen genügt:
- 1) das Rechteck besitzt eine Fläche gleich einer Gesamtfläche aller zu zeichnenden Muster, die im kleinen Bereich vorhanden sind, und
- 2) Fläche und Schwerpunkt des Rechtecks koinzidieren mit Gesamtfläche und Schwerpunkt der zu zeichnenden Muster, die im kleinen Bereich vorhanden sind.
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