DE4130895C2

DE4130895C2 - Elektronenstrahllithographie-Verfahren

Info

Publication number: DE4130895C2
Application number: DE4130895A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Abe; Satoshi Yamasaki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH04212407A; JP3192157B2; DE4130895A1; US5451487A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektronenstrahlli thographie und betrifft insbesondere ein Elektronen strahllithographie-Verfahren, das zur Verringerung von Näherungseffekten ausgelegt ist.

Seit neuestem wird eine Elektronenstrahllithographie- Vorrichtung zum Zeichnen oder übertragen von mikrosko pischen Mustern auf Proben bzw. Werkstücken, wie Halb leiterplättchen und Maskensubstrate, eingesetzt. Bai dieser Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung werfen jedoch die Einflüsse des Näherungseffekts, d. h. Ver dickung 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) wer den Muster (oder Bilder) mittels eines korrekt fokus sierten Elektronenstrahls bei einer Einfallselektronen stromdichte Qp gezeichnet bzw. aufgezeichnet (im fol genden als "Musterzeichnen" o. dgl. bezeichnet). Danach wird der Strahl auf einen Durchmesser dc defokussiert, und die invertierten Muster werden mit dem Strahl bei einer Einfallselektronenstromdichte Qc be strahlt (im folgenden als "Korrekturstrahlung" bezeich net). Ein Strahldurchmesser dc und die Einfallselektro nenstromdichte Qc in einem Defokussierzustand werden so eingestellt, daß sie den nachstehenden Gleichungen (1) bis (3) genügen:

dc = 2σ_c ...(1)

σ_c = σ_b/(1 + η_E)1/4 ...(2)

Qc = Qp × η_E/(1 + η_E) ... (3)

Darin bedeuten: σ_b = Radius, bei dem die Intensität (oder Stärke) der rückwärts gestreuten Elektronen zu 1/e wird; σ_c = Radius, bei dem die Intensität des de fokussierten Strahls auf einer Proben- oder Werkstück oberfläche zu 1/e wird, und η_E = Rückwärtsstreuenergie koeffizient eines darunterliegenden Materials für Bild- oder Musterbildung. Beispielsweise werden die Größen von σ_b und η_E bei einer Beschleunigungs spannung von 50 kV auf σ_b = 10 µm bzw. η_E = 0,7 und bei einer Beschleunigungsspannung von 20 kV auf σ_b = 2,0 µm bzw. η_E = 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./Feb. 1985, S. 174 -176).

Dieses Verfahren ist jedoch mit folgenden Problemen be haftet: Wenn ein eine kleine Zahl von Mustern aufwei sender großintegrierter Schaltkreise bzw. LSI einer 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 die sem Grund benötigt eine Vektorabtast-Lithographievor richtung oder eine Lithographievorrichtung unter Ver wendung 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 herkömmli chen Strahlungskorrekturverfahren wird eine Belich tungsdosis 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 opti malen Belichtungsdosis mit einer Erhöhung der Auflösung und der Dichte von Mustern. Da sich bei der Matrixme thode 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.

Die DP-OS-61-284921 beschreibt ein Belichtungsverfahren, bei dem zur Korrektur des Proximily-Effekts in einem Teilbereich des Musters eine gemeinsame Belichtungsdosis für die Strukturen in diesem Teilbereich berechnet wird. Ein ähnliches Verfahren ist in der älteren, nachveröffentlichten EP 0475033 A2 offenbart.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Elektronenstrahllithographie-Verfahrens und einer -Vor richtung, mit denen die für die Korrektur(be)strahlung bei einer Phantommethode nötige Zeit verkürzt und der Durchsatz erhöht werden können.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung eines Elektro nenstrahllithographie-Verfahrens, mit dem eine Ver schlechterung der Musterdimensions- oder -maßgenauig keit 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 ab hängt.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren der Patentansprüche 1, 8, 9, und 10 gelöst. Im folgenden wird auf die Erfindungsgegenstände der Ansprüche 1, 8, 9, und 10 näher eingegangen.

Wenn bei erstgenanntem Gegenstand (Anspruch 1) der Er findung die Korrekturbestrahlung durchzuführen ist, wird dementsprechend ein gesamter lithographischer Be reich in kleine Bereiche oder Zonen 2Δ unterteilt, und es werden repräsentative Figuren (oder auch Ersatzfi guren) in Einheiten von kleinen Bereichen gesetzt. Auf grund dieser Operation wird eine große Zahl von in je dem kleinen Bereich 2Δ enthaltenen Figuren durch eine oder wenige repräsentative Figuren repräsentiert bzw. dargestellt und damit die Zahl der "Schüsse" bei der Korrekturbestrahlung verkleinert. Wie noch näher erläu tert werden wird, können bei erstgenanntem Gegenstand der Erfindung die Näherungseffekte im we sentlichen auf die gleiche Weise wie nach den bisheri gen Methoden korrigiert werden. Demzufolge können die Korrekturbestrahlungszeit verkürzt und der Durchsatz erhöht werden.

Gemäß erstgenanntem 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 genanntem 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 verkeinert 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 Rechteckbelich tung 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 erstgenanntem 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 σ_b ≒ 10 µm und 3σ_b ≒ 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) ge setzt 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 Wir kung bzw. Vorteil erläutert.

Gemäß dem zweitgenannten Gegenstand der Erfindung (Anspruch 8) 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 Originalmu ster 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 Beschleunigungs spannung und der Art eines Substrats, nicht aber von den Eigenschaften (z. B. Musterdichte) eines zu zeich nenden Musters ab. Wenn beispielsweise die Beschleuni gungsspannung 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 opti malen 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 vor handen. Wenn - wie beim herkömmlichen Verfahren - die Originalfiguren ohne Abwandlung benutzt werden sollen, werden die fünf Figuren benutzt. Gemäß dem zweitge nannten Gegenstand der Erfindung ist jedoch eine Kor rektur an nur einer Figur nötig. Gemäß diesem Gegen stand kann daher die Korrekturrechenzeit auf 1/5 bis 1/5² verkürzt werden.

Der Grund, weshalb bei erst- und zweitgenanntem Gegenstand der Erfindung "die Einflüsse der Näherungs effekte 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 Fi guren (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 der Streubereich der Vorwärtsstreuung gleich Null ist.

Ein zu bestrahlender gegebener Punkt x (im folgenden bedeutet ein unterstrichener Buchstabe einen Vektor) wird durch Neubelegung seiner Koordinaten auf den Koordinatenursprung verschoben. Der gesamte Be reich wird in kleine Bereiche (oder Zonen) jeweils einer Größe von 2Δ × 2Δ, die kleiner ist als eine Ausbreitung σ_b 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 beru henden Beitrag (contribution) repräsentiert. Die Summe Σ wird in allen kleinen Bereichen berechnet. Der Vek tor R _j repräsentiert die im neubelegten Koordinaten system berechnete Zentrumsposition (nicht den Schwer punkt einer Figur) eines kleinen Bereichs j. Eine In tegration erfolgt nur für die in jedem kleinen Bereich vorhandenen Musterabschnitte.

Ein Integrand F(x) ist durch

F(x) = exp[-(R _j - x _j')²/σ_b ²] ...(5)

repräsentiert. Wenn dieser Integrand einer Taylorschen Entwicklung für x _j'/σ_b 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/σ_b) entwickelt (expanded).

Die Entwicklung oder Erweiterung von Gleichung (7) kon vergiert, wenn |R _j| . Δ/σ_b ² < 1 gilt. Die Konvergenzbe dingung ist durch folgende Bedingungen erfüllt:

1. Die Größe von Δ ist auf nahe σ_b/10 gesetzt.
2. Die absorbierte Energiemenge eines Resists ist in einem Bereich bewertet, der ungefähr |R _j| < 3σ_b genügt.

Da gemäß den obigen Bedingungen

|Rj| . Δ/σ_b ² = (3σ_b) . (σ_b/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 vorge nommen wird. Wenn angenommen wird, daß der Ausdruck der (für die) Ordnung von (Δ/σ_b)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 repräsenta tiven Figur in Einheiten kleiner Bereiche einander gleich gesetzt oder vorgegeben sind".

Wenn dieselbe Operation bezüglich des Ausdrucks der Ordnung (von) (Δ/σ_b)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 Schwerpunkt eines Orignalmusters und der einer reprä sentativen 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 Original musters und einer repräsentativen Figur so gesetzt sind, daß sie in Einheiten kleiner Bereiche miteinander koinzidieren, die Ausdrücke (Termina) (Δ/σ_b)⁰ und (Δ/σ_b)¹ miteinander koinzidieren und ein Fehler auf grund der Substitution in der Größenordnung von (Δ/σ_b)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) wer den:

und zwar für R _j = (R_jx, R_jy). Wenn 2Δ/σ_b in Gleichung (11) auf eine ausreichend kleine Größe gesetzt wird und 2Δ/σ_b (erstes Vorkommen), 2Δ/σ_b (zweites Vorkommen), R_jx/σ_b und R_jy/σ_b jeweils durch dx, dy, x bzw. y sub stituiert werden, um den Summenausdruck in Gleichung (11) durch einen Integrationsausdruck zu substituieren bzw. zu ersetzen, erhält man folgende(n) Ausdruck bzw. Formel:

Er ≒ (2η_E/3π)(Δ²/σ_b ²) × ∫dxdy{(x² + y² - 1) . exp(-(x² + y²))} ...(12)

Die Größenordnung (order) eines durch die Substitution von Gleichung (12) für Gleichung (11) verursachten Feh lers beträgt Δ³/σ_b ³ und ist damit vernachlässigbar.

E ≒ A × (2η_E/3π)

A = (2η_E/3π) × ∫dxdy{x² + y² - 1) . exp(-(x² + y²))} ...(13)

Die Maximalgröße von A wird dann wie folgt (oben) er halten.

Gleichung (13) wird durch Polarkoordinaten substitu iert, um folgendes zu erhalten bzw. abzuleiten:

A = (2η_E/3π) x ∫rdrdθ[(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:

A_max = +(2/3) . η_E . exp(-1)

A_min = -(2/3) . η_E . exp(-1) ...(15)

Gemäß der obigen Beschreibung ist ein Fehler aufgrund der Substitution einer repräsentativen Figur für Ori ginalfiguren gleich

±(2/3) . η_E . exp(-1) . Δ²/σ_b ² ...(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 Belichtungsdosiskorrek turmethode benutzt werden können.

Der Grund, weshalb bei der Phantommethode repräsentati ve Figuren benutzt werden können, läßt sich wie folgt erklären:

Wenn Fläche und Schwerpunkt eines Musterbildungs-Mu sters in einem gegebenen Bereich jeweils mit S_p bzw. x_p und diejenigen eines Korrektur(be)strahlungsmusters mit S_c bzw. x_c dargestellt sind, besitzen die obigen Größen folgende Beziehungen:

x_p . S_p + x_c . S_c = 0

S_p + S_c = 2Δ × 2Δ ...(17)

Das Musterbildungs-Muster (patterning pattern) kann in nerhalb des Bereichs, in welchem sein Schwerpunkt und seine Fläche mit denen eines Orignalmusters koinzidie ren, frei geändert werden. Mit Änderungen dieses Mu sters 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 geän dert werden, in welchem sein Schwerpunkt und seine Flä che 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 σ_b ≒ 10 µm. Unter der Annahme, daß Δ = 1 µm (Größe eines kleinen Bereichs beträgt 2 µm), beträgt ein Fehler aufgrund der Benut zung 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:

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 3σ_b, wie bei der Belichtungsdosiskorrek tur, 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 Be reich gesetzt sind und daß Fläche und Schwerpunkt einer repräsentativen Figur jeweils mit S_j bzw. x_j bezeich net sind.

In diesem Fall wird die Fläche der repräsentativen Figur (oder Ersatzfigur) A_i 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, er füllt, so daß die obige Modifikation zulässig ist. Die Modifikation entspricht der Tatsache, daß die Fläche der repräsentativen Figur A_i auf 1/t gesetzt ist und die Korrekturbelichtungsdosis bezüglich der repräsen tativen Figur A_i 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 näm lich ersichtlich, daß Belichtungsdosis und Fläche jeder repräsentativer Figur in dem Bereich geändert werden können, in welchem die folgende Bedingung erfüllt ist:

Darin bedeuten: Q_c = Korrekturbelichtungsdosis bei der Phantommethode; S_j = Fläche einer j-ten, im kleinen Be reich gesetzten repräsentativen Figur, und Q_j = Korrek turbelichtungsdosis für die j-te repräsentative Figur.

Zur Minimierung der Korrektur(be)strahlungszeit kann eine repräsentative Figurzählung N, d. h. eine Schuß zählung, 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 σ_b der Rückwärtsstreu ung. In der Praxis kann jedoch die Bereichsgröße so eingestellt sein oder werden, daß sie der Ausbreitung σ_b der Rückwärtsstreuung im wesentlichen gleich ist. Der Grund dafür wird später noch näher erläutert wer den.

Nachstehend sind Wirkungen erläutert, die durch Anwen dung des obigen Verfahrens auf die Phantommethode und die Belichtungskorrekturmethode erzielt werden.

Die folgende Beschreibung bezieht sich zunächst auf die Phantommethode.

Gemäß dem (obigen) drittgenannten Gegenstand der Erfin dung (Anspruch 2) wird beim Korrektur(auf)zeichnen der gesamte litho graphische oder Druckbereich in Bereiche oder Zonen un terteilt, die jeweils eine Größe gleich groß oder klei ner als die Ausbreitung eines Elektronenstrahls auf weisen. 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. Mit dem Vorgeben der Ersatzfiguren kann die Zahl der Schüsse beim Korrektur(auf)zeichnen verklei nert werden. Bei diesem Erfindungsgegenstand kann, ähn lich wie beim bisherigen Verfahren, auf noch zu be schreibende Weise eine Näherungseffektkorrektur vorge nommen werden. Damit können die Korrekturstrahlungszeit verkürzt und der Durchsatz verbessert werden.

Ähnlich wie im oben beschriebenen Fall kann die Korrek turstrahlungszeit durch Einstellung der Ersatzfigurzäh lung 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 3σ_b 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 drittgenannten Erfindungsge genstand möglich, erweiterte Bereichsgrößen zu erhal ten, die beträchtlich größer sind als das Vollbreiten halbmaximum (full width halfmaximum) (etwa 2σ_b). 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 in der Korrektur strahlung 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 (invertierte Muster) pro Bit 5 betragen. Beim herkömmlichen Verfahren muß eine Rechteckbelichtungs dosis von

5 × 256 × 10⁶ × 100 = 1,3 × 10¹¹

angewandt 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 drittgenannten Erfindungs gegenstand die Korrekturstrahlungszeit wie folgt ein gestellt: Wenn eine Beschleunigungsspannung von 50 kV eingestellt ist, wird, weil σ_b ≒ 10 µm und 3σ_b ≒ 30 µm gilt, die Bereichsgröße eingestellt auf z. B. 1) 10 × 10 µm gleich der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung (σ_b = 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 2σ_b = 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 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

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

Dies bedeutet, daß gemäß dem drittgenannten 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 σ_b 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 Korrekturzeichnen 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 2σ_b) der Ausbreitung der Rückwärtsstreuung vergrößert werden" auf die Belich tungsdosiskorrekturmethode angewandt ist.

Gemäß dem viertgenannten Erfindungsgegenstand (Anspruch 10) 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 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 sie 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

E_tot(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 E_tot(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 σ_b ange geben. Bei einer auf z. B. 50 kV (σ_b = 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 σ_b (= 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 2σ_b = 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 2σ_b), 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 2σ_b) 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 D_i 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 σ_b. 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 2σ_b). Es sei an genommen, daß eine Beschleunigungsspannung von 50 kV eingestellt ist. Wenn dabei σ_b = 10 µm gibt 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 (σ_b = 10 µm) gleich ist, kann ein Fehler auf etwa 1,3% unterdrückt werden; und wenn die Größe eines kleinen Bereichs ein Vollbreitenhalbmaximum (etwa 2σ_b = 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 bzw. den Streubereich (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- und drittgenann tem Erfindungsgegenstand bei der Korrekturbestrahlung der gesamte lithographische Bereich in kleine Bereiche einer Größe unterteilt, die kleiner ist als die Aus breitung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls oder (aber) praktisch gleich groß oder kleiner ist als das Vollbreitenhalbmaximum der Ausbreitung 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 zweiten 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 vierten 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 σ_b 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 Plättehen 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 abgelenkt/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 × η_E/(1 + η_E)

darin bedeuten: 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.

Beispiel 1

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 20,55 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 Bereichen 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) erhaltenen 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 S_i = 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:

Beispiel 2

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:

1. (a)' Summieren der Flächen der in jedem kleinen Bereich enthaltenen Figuren;
2. (b)' Multiplizieren des in Schritt (a)' erhaltenen Werts mit dem Wert bzw. der Größe im Register R2';
3. (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.

Beispiel 3

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.

Beispiel 4

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 wird das Elektrooptik system auf eine Beschleunigungsspannung von 70 kV einge stellt. In diesem Fall gelten σ_b ≒ 14 µm und η_E = 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 σ_b = 14 µm und 3σ_b = 42 µm definiert ist, kann die Größe jedes kleinen Bereichs auf bis zu 4 µm vergrößert werden. Obgleich die Größe des kleinen 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 S_i 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 √y/N 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.

Beispiel 5

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 koinziidert. 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.

Beispiel 6

Gemäß Beispielen 1 bis 5 wird die lithographische Vor richtung mit variabel geformtem 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 nachste hend 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
N (ON)/√N (TOT)].

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

N(ON)/√N(TOT) = 12/√25 = 2,4

gilt, beträgt, die Zahl der Strahl-Einschalthäufigkei ten nur 2.

Beispiel 7

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 die ser Muster nach dem Zeichenprojektionssystem ist eine Formapertur mit einer Öffnung entsprechend einem schraf fierten Abschnitte gemäß 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 Korrekturbe strahlung 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 Zeichen projektion 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 unterwerfen den Figuren im Vergleich zu Fig. 12E erheblich verklei nert, so daß die für die Korrekturbestrahlung erforder liche 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 so mit 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 ge setzt sind, auf einen Bereich eingestellt ist, der kleiner ist als die Ausbreitung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls σ_b, kann jeder Bereich in sei ner Größe praktisch auf die Ausbreitung der Rückwärts streuung des Elektronenstrahls σ_b oder das Vollbreiten halbmaximum der Verteilung der Rückwärtsstreuung des Elektronenstrahls (etwa 2σ_b) vergrößert werden. Wenn insbesondere eine Beschleunigungsspannung von 50 kV eingestellt ist (σ_b = 10 µm), kann eine Ersatzfigur in einem Bereich von 10 × 10 µm oder 20 × 20 µm gesetzt werden. Die Ersatzfigur wird so gesetzt oder einge stellt, daß ihre Fläche und ihr Schwerpunkt mit Gesamt fläche und Schwerpunkt von Mustern innerhalb des be treffenden 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 die sem Bereich gebracht. Wenn beim System des Rasterab tastschemas gemäß Beispiel 6 eine Beschleunigungsspan nung auf 20 kV gesetzt ist, kann die Größe eines Be reichs, in welchem eine Ersatzfigur gesetzt werden soll, auf 3 × 3 µm eingestellt werden.

Im folgenden ist die zweite Ausführungsform der Erfin dung beschrieben.

Anhand von Beispielen 1 bis 7 sind die Methoden zum Korrigieren der Näherungseffekte durch Korrekturstrah lung oder Korrekturbestrahlung beschrieben. Anstatt eine Korrekturbestrahlung nach Beispiel 1 bis 7 durch zuführen, kann jedoch eine Belichtungsdosis in einer Zeichenoperation korrigiert werden, um die Näherungs effekte ohne Korrekturbestrahlung zu reduzieren.

Bezüglich eines Druckbereichs mit mehreren Figuren gemäß Fig. 13A werden beim herkömmlichen Verfahren (ohne die Verwendung von Ersatzfiguren) optimale Be lichtungsdosen in Einheiten von Figuren unter Anwen dung der Matrixmethode gemäß Fig. 13B bestimmt. Wenn die Zahl der Figuren erhöht wird, verlängert sich aus diesem Grund die für die Berechnung optimaler Belich tungsdosen erforderliche Zeit erheblich. Obgleich die Werte oder Größen (Belichtungsdosen), die den Figuren im gleichen Bereich zugewiesen sind, welcher von einer gestrichelten Linien umrahmt ist, die gleichen sind, werden diese Werte oder Größe nach einer noch zu be schreibenden Methode vorgegeben. Beim herkömmlichen Verfahren können dagegen unterschiedliche Größen im gleichen Bereich gesetzt oder vorgegeben werden.

Gemäß Fig. 13C wird oder ist bei dieser Ausführungs form der Druckbereich in kleine (von gestrichelten Li nien umrahmte) Bereiche unterteilt, die jeweils klei ner 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 Mu ster verschieden ist. In diesem Fall werden Fläche und Position des Schwerpunkts der Ersatzfigur in jedem kleinen Bereich so eingestellt, daß sie mit Gesamtflä che und Schwerpunktsposition der zu zeichnenden Muster koinzidieren. Anschließend wird gemäß Fig. 13D die op timale 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 Ausfüh rungsform die Zahl der Figuren, für die optimale Be lichtungsdosen berechnet werden müssen, wesentlich kleiner als beim herkömmlichen Verfahren. Die zur Be stimmung der optimalen Belichtungsdosis nötige Rechen zeit kann daher wesentlich verkürzt werden. Diese Aus führungsform ist nachstehend anhand entsprechender Bei spiele beschrieben.

Beispiel 8

Fig. 14 zeigt ein Modell eines LSI-Musters einer Array struktur. Fig. 15 veranschaulicht die für die Nähe rungseffektkorrektur bezüglich des LSI-Modells erfor derliche Zeit für Fälle, bei denen Ersatzfiguren be nutzt bzw. nicht benutzt werden. Die Matrixmethode wird für den Algorithmus der Korrekturberechnungen benutzt. Die Multiplikationsgeschwindigkeit eines benutzten Rechners beträgt (10 ns/Multiplikation). Verwendet wer den eine Beschleunigungsspannung von 50 kV und ein Si- Substrat unter der Bedingung σ_b = 10 µm, wobei die Größe jedes kleinen Bereichs auf 2 × 2 µm eingestellt ist.

Die Korrekturzeit kann durch Anwendung einer Array struktur verkürzt werden. Bei diesem Beispiel wird je doch 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 re präsentativer 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 Fi guren/72l² (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 Verklei nerung der Konstruktionsregel um (1/l)⁶. Mit der Ver kleinerung der Konstruktionsregel (bzw. des Nennmaßes) verlängert sich die tatsächliche Rechenzeit erheblich. Infolgedessen ist es praktisch unmöglich, die Korrek turberechnungen mit einer Konstruktionsregel, die klei ner ist als 0,5 µm, durchzuführen.

Wenn - wie beim Verfahren gemäß diesem Beispiel - Er satzfiguren benutzt werden, ist deshalb, weil die Re chenzeit nicht von der Dichte der Originalmuster ab hängt, 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 verwendenden herkömmlichen Verfahren beträchtlich verkürzt.

Korrekturwirkungen, die bei Durchführung der Näherungs effektkorrektur 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 Verwen dung der Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung über prüft. In jedem Fall betrug eine Größenabweichung auf grund der Näherungseffektkorrektur ±0,02 µm was in nerhalb des Meßfehlerbereichs liegt. Es ist somit er sichtlich, daß eine Verschlechterung oder Beeinträch tigung der Korrekturgenauigkeit aufgrund des Verfahrens gemäß diesem Beispiel in der Praxis keinerlei Problem aufwirft.

Beispiel 9

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 Ver fahren gemäß Beispiel 8 flexibler angewandt werden. Wenn Ersatzfiguren gesetzt oder vorgegeben werden sol len, wird die Zahl der in kleinen Bereichen gesetzten Ersatzfiguren mit der Zahl der Originalfiguren vergli chen. Wenn die letztere Zahl kleiner ist, können die Originalfiguren unmittelbar benutzt werden. Nach dieser Methode kann die für die Korrekturberechnungen erfor derliche Zeit auch dann verkürzt werden, wenn eine ver gleichsweise große Konstruktionsregel (ein großes Nenn maß) gegeben ist.

Beispiel 10

In Beispiel 8 wird die Matrixmethode als Algorithmus der Korrekturberechnungen angewandt. Es können jedoch auch andere Algorithmen verwendet werden. Beispiels weise kann eine in neuerer Zeit vorgeschlagene Methode der Benutzung einer Annäherungsformel für die Korrek turbelichtungsdosis (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 ist Micro Process Conference, S. 40-41) als Algorithmus der Korrektur berechnungen benutzt werden, wobei dieser Algorithmus und die vorliegende Erfindung gemeinsam angewandt wer den können.

Fig. 16 veranschaulicht den oben beschriebenen Korrek turberechnungsalgorithmus. In einem Schritt 1 werden ein zu zeichnendes Muster in kleine Figuren unterteilt und Daten zum Speichern der Ergebnisse der Korrektur berechnungen gebildet. In diesem Fall ist das Muster in Figuren zu unterteilen, die jeweils eine Größe ausrei chend kleiner als σ_b besitzen. In einem Schritt 2 wer den für Korrekturberechnungen benutzte Bezugs- oder Re ferenzdaten gebildet (d. h. erzeugt). In diesem Fall wird das Muster in rechteckige Abschnitte unterteilt, die jeweils eine unabhängig von σ_b möglichst große Größe aufweisen. In einem Schritt 3 wird in bezug auf eine kleine Figur i eine Korrekturbelichtungsdosis wie folgt bestimmt:

1. Von den Bezugsrechtecken in den Daten werden Recht ecke, die innerhalb des Bereichs von 3σ_b um die kleine Figur 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 Korrekturverarbei tung benutzt werden, während andere Fig. 1) nicht benutzt werden.
2. Unter der Annahme, daß die Zentrumsposition der kleinen Figur i mit (x_i, y_i) sowie Zentrum und Größe jedes Bezugsrechtecks, das in Schritt 1) gewählt ist, jeweils mit (X_j, Y_j) bzw. (2A_j, 2B_j) bezeichnet sind, wird eine Korrekturbelichtungsdosis Di als Belichtungsdosis für die kleine Figur 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 wer den. 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 Heran ziehung 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 Bezugsrecht eckdaten zur Benutzung bei den Korrekturberechnungen geformt. Dabei wird das Muster in Rechteckabschnitte unterteilt, die jeweils eine Größe besitzen, welche un abhängig von σ_b möglichst groß gewählt ist. Wenn in einem kleinen Bereich zwei oder mehr Figuren vorhanden sind, wird anstelle der Rechteckfiguren eine Ersatz figur im kleinen Bereich gesetzt.

Ähnlich wie im Schritt 3 gemäß Fig. 16 werden in einem Schritt iii Korrekturbelichtungsdosen 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 erhal tenen Ausgangsergebnisse eine Bestrahlungszeit für das Originalmuster eingestellt.

Bei der oben beschriebenen Methode wird bezüglich einer vergleichsweise großen Figur ein (zu zeichnendes) Mu ster im betreffenden kleinen Bereich direkt benutzt. Bezüglich der kleinen Figuren wird eine Ersatzfigur im betreffenden kleinen Bereich gesetzt, und die Belich tungskorrekturberechnungen werden auf der Grundlage einer Annäherungsformel für eine Korrekturbelichtungs dosis zusammen mit der Ersatzfigur benutzt. Auf diese Weise kann die für die Belichtungsdosiskorrektur be nutzte Zeitspanne auch im Falle eines Gemisches aus großen und kleinen Mustern erheblich verkürzt werden.

Im folgenden wird die dritte Ausführungsform der Er findung beschrieben.

Die Beispiele 1 bis 7 beziehen sich auf Methoden zum Korrigieren der Näherungseffekte durch Korrekturstrah lung oder Korrekturbestrahlung. Die Näherungseffekte können jedoch ohne Korrekturbestrahlung, ausgenommen derjenigen im Lithographievorgang, mittels einer Kor rekturbelichtungsdosis während der lithographischen Operation anstelle der Durchführung der Korrekturbe strahlung reduziert werden.

Bei dem (keine Ersatzfiguren verwendenden) herkömmli chen Verfahren werden bezüglich eines Druckbereichs, der mehrere Figuren gemäß Fig. 19A enthält, optimale Belichtungsdosen unter Anwendung der Matrixmethode in Einheiten von Figuren bestimmt (vgl. 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 2σ_b) 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 verschie den sind, gebildet werden. Zusätzlich wird gemäß den Fig. 20C und 20D der Druckbereich in Bereiche unter teilt, die jeweils eine Größe besitzen, welche ausrei chend kleiner ist als die Ausbreitung der Rückwärts streuung 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 ge setzt 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 Belichtungs dosen werden als optimale Belichtungsdosis für die in den Bereichen der Daten 2 zu zeichnenden Muster be stimmt.

Beim Verfahren gemäß dieser Ausführungsform ist die Zahl der für die Berechnung der optimalen Belichtungs dosis 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 entspre chenden Beispiels beschrieben.

Beispiel 11

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 ist Micro Process Conference, S. 40-41) kann als Algorithmus der Korrekturberech nungen benutzt und bei der Erfindung angewandt werden.

Der oben erwähnte Algorithmus der Korrekturberechnungen ist in Fig. 16 dargestellt und im Beispiel 10 beschrie ben.

Diese Methode kann gemäß Fig. 21 bei der Erfindung an gewandt werden. Anstatt den Schritt 1 gemäß Fig. 16 durchzuführen, werden in einem Schritt i Daten zum Speichern der Ergebnisse der Korrekturberechnungen ge bildet. Diese Daten entsprechen den Daten 2 gemäß Fig. 20A bis 20D. In diesem Fall besitzt jeder der unter teilten kleinen Bereiche eine Größe, die ausreichend kleiner ist als σ_b, 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, wer den für Korrekturberechnungen benutzte Referenz- oder Bezugsrechteckdaten in einem Schritt ii gebildet. In diesem Fall wird der Druckbereich in Rechteckfiguren unterteilt, deren Größe unabhängig von σ_b jeweils möglichst groß (gewählt) ist. Wenn mehrere Figuren in einem Bereich vorhanden sind, der gleich groß oder kleiner ist als das Vollbreitenhalbmaximum der Aus breitung oder Spreizung der Rückwärtsstreuu 04877 00070 552 001000280000000200012000285910476600040 0002004130895 00004 04758ng (etwa 2σ_b) oder der Ausbreitung von (entsprechend) σ_b, wird anstelle der Rechteckfiguren eine Ersatzfigur in dem Bereich gesetzt, in welchem die mehreren Figuren vor handen 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 Berei chen bestimmt. In einem Schritt iv wird dann unter Her anziehung der im Schritt iii erhaltenen Ausgangsergeb nisse eine Bestrahlungszeit für das Originalmuster ge setzt 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 2σ_b), unmittelbar benutzt. Be züglich kleiner Figuren wird eine Ersatzfigur im be treffenden kleinen Bereich gesetzt, wobei die Belich tungskorrekturberechnungen auf der Grundlage einer Nä herungsformel für eine Korrekturbelichtungsdosis zusam men 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 beträcht lich 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 Korrekturbe rechnung, 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 σ_b gleich ist, und ein Bereich für die Einstellung oder Vornahme einer Be lichtung wird auf 2 × 2 µm eingestellt.

Wenn gemäß Fig. 22 eine Konstruktionsregel mit ℓ µm vorgegeben ist, beträgt die Dichte der Muster 10 Figu ren/72ℓ². Wenn eine Näherungsformel für Belichtungs korrektur benutzt werden soll, werden Beiträge (contributions) von allen Figuren, die innerhalb einer Strecke oder eines Abstands von 3σ_b von der betreffen den Figur vorhanden sind, berechnet. Die Zahl der in nerhalb von 3σ_b vorhandenen Figuren wird um (1/L)² er höht, wenn keine Ersatzfiguren benutzt werden. Wenn an dererseits Ersatzfiguren benutzt werden, ist die Zahl der innerhalb von 3σ_b vorhandenen Figuren unabhängig von einer Konstruktionsregel, und sie bleibt konstant. Fig. 23 veranschaulicht eine Beziehung zwischen der Rechenzeit und der Konstruktionsregel (Nennmaß) in Fäl len, in denen Ersatzfiguren benutzt und nicht benutzt werden, wenn Näherungsformeln der Belichtungsdosiskor rektur zugrundegelegt werden. Wie aus Fig. 23 hervor geht, 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 Heran ziehung der Ersatzfiguren für das Belichtungsdosis korrekturschema oder -system die für die Korrektur be nötigte Zeit beträchtlich verkürzt sein kann.

Wenn ferner die Größe des Bereichs auf 20 × 20 µm und damit gleich dem Vollbreitenhalbmaximum der Ausbrei tung der Rückwärtsstreuung (etwa 2σ_b) eingestellt wird oder ist, verkürzt sich die Rechenzeit auf 1/2² = 1/4.

Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend be schriebenen Ausführungsformen beschränkt. Bei den be schriebenen Ausführungsformen wird die mit einem varia bel geformtem Strahlschema arbeitende Elektronenstrahl lithographie-Vorrichtung benutzt. Die Erfindung ist jedoch auch auf von einer solchen Vorrichtung ver schiedene lithographische Vorrichtungen anwendbar. Die Erfindung ist auch keineswegs auf den speziellen An wendungszweck einer Elektronenstrahllithographie-Vor richtung beschränkt. Beispielsweise kann neben der An wendung für die unmittelbare Ausbildung von Resist mustern auf Plättchen die Erfindung auch auf die Erzeu gung von Röntgenmasken, optischen Steppermasken, Fa denkreuzen oder -netzen und dergleichen angewandt wer den.

Claims

1. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, umfassend ei nen Schritt des Zeichnens gewünschter Muster auf ei nem Werkstück durch Aufstrahlen eines Elektronen strahls auf dieses und einen Schritt der Durchführung einer Korrekturbestrahlung mittels eines Elektronen strahls auf dem Werkstück vor oder nach dem Schritt des Zeichnens der gewünschten Muster zwecks Verringe rung von Näherungseffekten aufgrund von das Muster zeichnen begleitender Rückwärtsstreuung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Durch führung der Korrekturbestrahlung folgende Teilschrit te umfaßt:

1. Unterteilen eines gesamten Korrekturbereichs in eine Vielzahl von Rechteck-Bereichen mit einer Größe, die kleiner als ein Streubereich der Rückwärtsstreu ung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
2. in jedem Rechteck-Bereich Bestimmen von Ersatz figuren in Form von Einheitsfiguren, d. h. mit einer einzigen Bestrahlung zu zeichnenden Figuren, wobei die Anzahl der Ersatzfiguren kleiner ist als die An zahl der Bestrahlungen, die nötig wäre, um die im je weiligen Rechteck-Bereich enthaltenen, schwarz/weiß- umgekehrten gewünschten Muster zu zeichnen,
3. Bestimmen von Belichtungsdosen für jede der Er satzfiguren in jedem der Rechteck-Bereiche, und
4. Defokussieren des Elektronenstrahls zur Vergrö ßerung seiner Strahlgröße auf eine im wesentlichen mit der Streubreite der Rückwärtsstreuung überein stimmende Größe und Zeichnen jeder der Ersatzfiguren in jedem der Rechteck-Bereiche mit den bestimmten Be lichtungsdosen,
5. wobei in jedem Rechteck-Bereich eine Fläche S_j und eine Belichtungsdosis Qj einer Ersatzfigur j der art eingestellt wird, daß sie der folgenden Gleichung genügt, mit der Maßgabe, daß im Rechteck-Bereich nicht weniger als eine Ersatzfigur bestimmt ist:
wobei über alle Ersatzfiguren j im Rechteck-Bereich summiert wird, mit:
S_M = Gesamtfläche aller schwarz/weiß-umgekehrten, zu zeichnenden Muster im Rechteck-Bereich,
Q_c = eine Standard-Korrekturbelichtungsdosis, die folgender Bedingung genügt:
Qc = Qp × η_E/(1 + η_E)
mit:
Qp = Belichtungsdosis im Musterzeichnungsschritt,
η_E = ein Verhältnis der gesamten absorbierten Ener giemenge eines Resists, basierend auf der Vorwärts streuung eines Elektronenstrahls, zu einer gesamten absorbierten Energiemenge des Resists, basierend auf der Rückwärtsstreuung des Elektronenstrahls.

2. Elektronstrahllithographie-Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteck-Bereiche je weils Abmessungen aufweisen, die praktisch gleich groß oder kleiner sind als eine Halbwertsbreite einer Verteilung der Rückwärtsstreuung eines Elektronen strahls.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Bestimmens einer Größe dc des im Korrekturbestrahlungsschritt benutzten de fokussierten Strahls zu:
dc = 2σ_b/(1 + η_E)^1/4
mit:
σ_b = ein Parameter, der gesetzt wird, wenn die ab sorbierte Lichtmenge des Resists, basierend auf der Rückwärtsstreuung, durch exp(-x²/σ_b ²) angenähert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Belichtungsdosis Q der Ersatzfigur gleich der Standardbelichtungsdosis Qc ist und eine Größe S der Ersatzfigur
S = S_M
entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Größe S der Ersatzfigur gleich ei ner Größe SΔ des Rechteck-Bereichs ist und die Be lichtungsdosis gegeben ist durch:
Q = (Qc/SΔ) × S_M.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Zahl N von im Rechteck-Bereich ge setzten Ersatzfiguren eine kleinste natürliche Zahl nicht kleiner als
(S_M × Qc)(/[Smax]dmax × [Dmax]Qmax)
ist, wobei in obiger Formel [Smax]dmax und [Dmax]Qmax eine maximale Strahlungsgröße bzw. eine maximale Be lichtungsdosis, die mittels eines lithographischen Systems einstellbar sind, bedeuten.

7. Elektronenstrahllithographie-Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Recht eck-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 Rechteck-Bereich vorhanden sind, und
2. Fläche und Schwerpunkt des Rechtecks koinzi dieren mit Gesamtfläche und Schwerpunkt der zu zeich nenden Muster, die im Rechteck-Bereich vorhanden sind.

8. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, bei dem vor dem Zeichnen gewünschter Muster auf einem Werkstück durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf dieses optimale Belichtungsdosen lageabhängig in jedem der zu zeichnenden Muster ermittelt werden und bei dem jedes der Muster mit seinen optimalen Belichtungsdo sen gezeichnet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. Unterteilen eines lithographischen Bereichs in einer Vielzahl von Rechteck-Bereichen jeweils einer Größe, die kleiner als ein Streubereich der Rück wärtsstreuung eines Elektronenstrahls und größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, ist,
2. Bestimmen jeweils einer Ersatzfigur, die das im zugehörigen Rechteck-Bereich zu zeichnende Muster re präsentiert, in mindestens einem der Rechteck- Bereiche,
3. Bestimmen optimaler Belichtungsdosen für die Ersatzfiguren, wenn in den Rechteck-Bereichen, für die eine Ersatzfigur bestimmt wurde, die Ersatzfigur und ansonsten die zu zeichnenden Muster gezeichnet würden, mit einer Belichtungsdosiskorrekturmethode, und
4. Zuordnen der für jede Ersatzfigur bestimmten optimalen Belichtungsdosis als optimale Belichtungs dosis zu dem zu zeichnenden Muster im der jeweiligen Ersatzfigur zugehörigen Rechteck-Bereich,
5. wobei jede Ersatzfigur ein Rechteck ist, das der folgenden Bedingung genügt:
Fläche und Schwerpunkt des Rechtecks koinzidie ren mit Gesamtfläche und Schwerpunkt der zu zeichnen den Muster, die im zugehörigen Rechteck-Bereich vor handen sind.

9. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, bei dem vor dem Zeichnen gewünschter Muster auf einem Werkstück durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf dieses optimale Belichtungsdosen lageabhängig in jedem der zu zeichnenden Muster ermittelt werden, und bei dem jedes der Muster mit seinen optimalen Belichtungsdo sen gezeichnet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. einen ersten Schritt eines Unterteilens eines lithographischen Bereichs in eine Vielzahl erster Be reiche jeweils einer Größe, die kleiner als ein Streubereich der Rückwärtsstreuung eines Elektronen strahls und größer als eine kleinste Figur, die ge zeichnet werden kann, ist, wobei im ersten Schritt in mindestens einem der ersten Bereiche eine erste Er satzfigur bestimmt wird, deren Fläche gleich der Ge samtfläche aller in dem ersten Bereich zu zeichnenden Muster ist, wobei die erste Ersatzfigur von den zu zeichnenden Mustern in dem ersten Bereich verschieden ist, und wobei in den übrigen ersten Bereichen, in denen keine erste Ersatzfigur bestimmt wurde, zweite Ersatzfiguren bestimmt werden, die gleich den zu zeichnenden Mustern in diesen ersten Bereichen sind,
2. einen zweiten Schritt eines Unterteilens des lithographischen Bereichs in eine Vielzahl zweiter Bereiche jeweils einer Größe, die größer als eine kleinste Figur, die gezeichnet werden kann, und klei ner als ein Streubereich der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls ist, wobei die zweiten Bereiche zu mindest zum Teil größer als die ersten Bereiche sind,
wobei im zweiten Schritt in mindestens einem der zweiten Bereiche eine erste Bezugsfigur bestimmt wird, deren Fläche gleich der Gesamtfläche aller in dem zweiten Bereich zu zeichnenden Muster ist, wobei die erste Bezugsfigur von den zu zeichnenden Mustern im zweiten Bereich verschieden ist,
und wobei in den übrigen zweiten Bereichen, in de nen keine erste Bezugsfigur bestimmt wurde, zweite Bezugsfiguren bestimmt werden, die gleich den zu zeichnenden Mustern in diesen zweiten Bereichen sind,
3. einen dritten Schritt eines Bestimmens optima ler Belichtungsdosen an der Stelle jeder der im er sten Schritt gebildeten ersten und zweiten Ersatzfi guren, wobei die optimale Dosis für den Fall bestimmt wird, daß die Bezugsfigur aus dem zweiten Schritt ge zeichnet wird, und
4. einen vierten Schritt eines Zuordnens der für jede Ersatzfigur bestimmten optimalen Belichtungsdo sis als optimale Belichtungsdosis zu dem im zugehöri gen ersten Bereich zu zeichnenden Muster.

10. Elektronenstrahllithographie-Verfahren, bei dem vor dem Zeichnen gewünschter Muster auf einem Werkstück durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf dieses optimale Belichtungsdosen lageabhängig in jedem der zu zeichnenden Muster ermittelt werden und bei dem jedes der Muster mit seinen optimalen Belichtungsdo sen gezeichnet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. einen ersten Schritt eines Unterteiles eines lithographischen Bereichs in eine Vielzahl von ersten Bereichen jeweils einer Größe, die kleiner ist als ein Streubereich der Rückwärtsstreuung eines Elektro nenstrahls, und für jeden ersten Bereich Bestimmen einer repräsentativen Position an dem Zentrum des Be reichs oder dem Schwerpunkt aller in dem Bereich ent haltenen Figuren,
2. einen zweiten Schritt eines Unterteilens eines Gesamtbereichs eines zu zeichnenden Musters in eine Vielzahl von zweiten Bereichen, die jeweils Abmessun gen haben, die gleich groß oder kleiner sind als die Halbwertbreite der Verteilung der Rückwärtsstreuung eines Elektronenstrahls, unabhängig von der Untertei lung des lithographischen Bereichs im ersten Schritt, und eines Bestimmens einer das zu zeichnende Muster repräsentierenden Ersatzfigur in mindestens einem der zweiten Bereiche,
3. einen dritten Schritt zum Bestimmen einer opti malen Belichtungsdosis an jeder der im ersten Schritt erhaltenen repräsentativen Positionen, wobei die op timale Dosis für den Fall ermittelt wird, daß die Er satzfigur und ansonsten die Muster in dem zweiten Be reich gezeichnet werden, und
4. einen vierten Schritt des Zuordnens der im dritten Schritt bestimmten optimalen Belichtungsdosen an den repräsentativen Positionen der ersten Bereiche als optimale Belichtungsdosen zu den zu zeichnenden Mustern, in den den jeweiligen repräsentativen Posi tionen zugeordneten ersten Bereichen, wobei eine im zweiten Bereich gesetzte Ersatzfigur min destens einer der folgenden Bedingungen genügt:
- 1. die Figur besitzt eine Fläche gleich einer Ge samtfläche aller zu zeichnenden Muster, die im Be reich vorhanden sind, und
- 2. Fläche und Schwerpunkt der Figur koinzidieren mit Gesamtfläche und Schwerpunkt der zu zeichnenden Muster, die im Bereich vorhanden sind.