DE19818440A1 - Verfahren zur Erzeugung von Daten für die Herstellung einer durch Entwurfsdaten definierten Struktur - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Erzeugung von Daten für die Herstellung einer durch Entwurfsdaten definierten Struktur auf einem Medium durch zumindest einen direktschreibenden Strukturerzeugungsprozeß stellt zunächst die Entwurfsdaten bereit und berechnet dann auf der Grundlage der bereitgestellten Entwurfsdaten und abhängig von dem Strukturerzeugungsprozeß Korrekturdaten, die Strukturfehler in der zu erzeugenden Struktur korrigieren, die durch den Strukturerzeugungsprozeß hervorgerufen werden. Die Entwurfsdaten und die Korrekturdaten werden dann zur Ansteuerung des direktschreibenden Strukturerzeugungsprozesses diesem getrennt bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Daten für die Herstellung einer durch Ent­ wurfsdaten definierten Struktur auf einem Medium durch zu­ mindest einen direktschreibenden Strukturerzeugungsprozeß.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Bereitstellung von Daten für die Erzeugung einer Struktur, z. B. einer integrierten Halbleiterschaltung, auf einem Sub­ strat bzw. auf die Erzeugung von Daten zur Erzeugung einer Maske, die in weiteren Prozeßschritten eine Strukturierung eines Substrats zur Erzeugung einer integrierten Halbleiter­ schaltung verwendet wird.

Auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie besteht ein wesent­ licher Prozeßschritt im sogenannten Patterntransfer bzw. in der Übertragung einer Struktur auf ein zu strukturierendes Medium, wobei hierfür die Lithographie angewendet wird. Im wesentlichen wird unterschieden zwischen einer optischen Li­ thographie, der Elektronenstrahllithographie und der Ionen­ projektionslithographie. Bei der optischen Lithographie er­ folgt die Erzeugung der Struktur bzw. die Übertragung der Struktur auf ein zu strukturierendes Substrat unter Verwen­ dung einer Maske, die entsprechend strukturiert ist, um bei einer Belichtung des Substrats die erwünschte Struktur auf demselben zu erzeugen. Auch bei der Ionenprojektionslitho­ graphie können Masken zur Abbildung der Struktur zum Einsatz kommen. Bei der Elektronenstrahllithographie ist es möglich, direkt auf dem Substrat die erwünschte Struktur zu schrei­ ben, ohne daß der Einsatz einer Maske erforderlich wäre. Die oben genannten Lithographieverfahren lassen sich auch auf beliebige Art und Weise kombinieren, so daß z. B. bestimmte Strukturen mittels optischer Lithographie hergestellt wer­ den, und andere Strukturen auf dem bereits vorstrukturierten Wafer bzw. Substrat durch die Elektronenstrahllithographie direkt geschrieben werden.

Die Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Halbleitertechnolo­ gie führt zu immer feineren Chipstrukturen verbunden mit einer steigenden Schaltungskomplexität. Bei der Herstellung komplexer Strukturen auf dem Gebiet der Halbleitertechnolo­ gie ist ein kritischer Prozeßschritt die oben angesprochene Strukturübertragung auf das Substrat. Um die erforderliche Strukturgenauigkeit bei dem Strukturübertragungsprozeß aus­ gehend vom Chip-Layout bis zur geätzten Waferstruktur zu er­ halten, ist es erforderlich, solche Prozeßeinflüsse zu be­ rücksichtigen bzw. zu kompensieren, die Strukturverzerrungen und damit verbunden Ausbeuteverluste bzw. Yield-Verluste verursachen.

Je nach verwendetem Lithographieverfahren kommen unter­ schiedliche Korrekturmaßnahmen zum Einsatz, die durch den Strukturübertragungsprozeß induzierte Strukturverzerrungen korrigieren.

Bei der optischen Lithographie und der Ionenprojektionsli­ thographie mit Masken als Projektionsvorlage werden z. B. Abbildungsverzeichnungen und strukturverzerrende Prozeßein­ flüsse durch eine geometrische Optimierung der Chip-Layout­ daten auf Maskenebene korrigiert.

Diese Korrekturmethode ist in der optischen Lithographie unter dem Begriff "optische Proximitykorrektur" bekannt und z. B. in den Artikeln "Evaluation of a fast and flexible OPC package: OPTISSIMO", W. Maurer, T. Waas, H. Eisenmann, Pho­ tomask Technology and Management, SPIE 2884, S. 412 ff., 1996, "Application of a simple resist model to fast optical proximity correction", C. Dolainsky, W. Maurer, Optical Microlithography X, SPIE 3051, S. 774 ff., 1997, und "Evaluation of resist models for fast optical proximity correction", C. Dolainsky, W. Maurer, T. Waas, in 17th BACUS Symposium an Photomask Tech,, Proc., SPIE 3236, Seiten 202 ff., 1998 beschrieben.

Bei der Elektronenstrahllithographie kann zur Erhöhung der Strukturwiedergabetreue (Patternfidelity) z. B. die Elek­ tronenstrahlenergie, also der Dosiswert, moduliert werden, um die erforderliche Strukturtreue zu erhalten. Die Korrek­ tur des Proximity-Effekts bei der Elektronenstrahllithogra­ phie ist beispielsweise in der DE43 17 899C2 und in dem Arti­ kel "PROXECCO - Proximity effect correction by convolution", H. Eisenmann, T. Waas, H. Hartmann, J. Vac. Sci. Technol. B(116), Nov/Dez 1993, S. 2741-2745 beschrieben.

Anhand der Fig. 6 wird nachfolgend ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren beschrieben, um die erforderli­ che Strukturgenauigkeit bei einem Strukturübertragungsprozeß bei der Herstellung von Strukturen in der Halbleitertechno­ logie beizubehalten.

In einem ersten Verfahrensschritt S600 werden die Entwurfs­ daten bereitgestellt, welche die erforderlichen Informatio­ nen für einen vorbestimmten Chip-Entwurf repräsentieren. Ausgehend von diesen Entwurfsdaten wird zunächst ein Layout der erwünschten Chip-Struktur erzeugt, und im Schritt S602 erfolgt eine Nachbearbeitung des erhaltenen Layouts. Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren, bei dem direkt, mittels eines Elek­ tronenstrahls, auf einen Wafer bzw. auf ein Substrat ge­ schrieben wird, und im Schritt S602 erfolgt zusätzlich zur Nachbehandlung des Layouts die Proximity-Korrektur unter Verwendung der in den oben bezeichneten Vorveröffentlichun­ gen beschriebenen Schritte, wobei bei dem beschriebenen Bei­ spiel eine Elektronenstrahl-Proximity-Korrektur über die Do­ sis erfolgen kann, d. h. für bestimmte Bereiche des Layouts werden zur Sicherstellung der Strukturgenauigkeit bestimmte Dosiswerte für den Elektronenstrahl eingestellt, um Struk­ turverzerrungen zu vermeiden. Im Schritt S602 kann zusätz­ lich oder anstelle der Dosis-Korrektur eine Korrektur der Prozeß-Einflüsse über die Geometrie des Layouts erfolgen, indem beispielsweise, zur Vermeidung von Strukturverzerrun­ gen, bestimmte Kanten des Layouts verschoben werden, um die durch den Herstellungsprozeß erzeugten Verzerrungen zu kom­ pensieren. Im Schritt S602 erfolgt anhand der durchgeführten Korrekturen die Überarbeitung des Layouts, so daß nach dem Schritt S602 ein korrigiertes Layout vorliegt, in welchem die Fehler-Korrektur berücksichtigt ist. Dieses korrigierte Layout wird im Schritt S604 zur Steuerung der Elektronen­ strahlbelichtung herangezogen, wobei in diesem Fall z. B. ein Resist belichtet wird, so daß sich nach dem Schritt S604 auf dem zu strukturierenden Wafer ein Resistabbild ein­ stellt. In nachfolgenden Prozeßschritten S606 erfolgt die abschließende Strukturierung des Wafers z. B. durch die Ent­ wicklung des Resists und durch weitere Ätzschritte, so daß sich am Ende der strukturierte Wafer ergibt. Zur Verdeutli­ chung der durch den Schritt S602 erfolgten Veränderung des Layouts wird nachfolgend anhand der Fig. 7 und 8 jeweils ein Beispiel beschrieben, das darstellt, auf welche Art und Wei­ se ein vorbestimmtes Layout durch die Korrektur verändert wird.

Anhand der Fig. 7 wird nachfolgend ein Beispiel beschrieben, bei dem die Proximity-Korrektur über die Einstellung der Do­ siswerte für einen Elektronenstrahl bei der Belichtung dar­ stellt. In Fig. 7a ist ein beispielhaftes Layout 700 dar­ gestellt. Vier Rechtecke 702, von denen jeweils zwei durch einen vertikalen Zwischenraum 704 getrennt sind, sind ange­ ordnet, und zwischen den zwei Paaren von Rechtecken sind dünne Linien 706 angeordnet. Das in Fig. 7a dargestellte Layout 700 ist durch die Entwurfsdaten, die im Schritt S600 bereitgestellt werden, definiert, und die Proximity-Korrek­ tur im Schritt S602 führt zu einem korrigierten Layout 710, wie es in Fig. 7b dargestellt ist. Wie aus einem Vergleich der Fig. 7a und 7b deutlich zu erkennen ist, führt die Kor­ rektur dazu, daß die in Fig. 7a dargestellten Rechtecke 702 nunmehr durch eine Mehrzahl von kleineren Rechtecken 712 ge­ bildet sind, wobei gleiches auch für die Linien 702 gilt. Die Korrektur im Schritt S602 bewirkt, daß den jeweiligen Rechtecken 712 der in Fig. 7b dargestellten Layoutstruktur unterschiedliche Dosiswerte für die Belichtung durch den Elektronenstrahl zugeordnet sind, um so Strukturverzerrungen bei der Übertragung der Struktur zu kompensieren.

Wie ohne weiteres aus einem Vergleich der Fig. 7a und 7b zu erkennen ist, wurde schon bei diesem Beispiel das "einfache" Layout (siehe Fig. 7a) in ein sehr komplexes Layout (siehe Fig. 7b) umgewandelt, das im Gegensatz zu dem ursprünglichen Layout nur mit einer erheblich größeren Datenmenge beschrie­ ben werden kann.

Anhand der Fig. 8 wird nun ein weiteres Beispiel beschrie­ ben, bei dem, anders als in Fig. 7, nicht das Layout zum Direktschreiben auf dem Substrat, sondern das Layout zur Herstellung einer Maske, die bei der optischen Lithographie Verwendung findet, korrigiert wird.

In Fig. 8a ist das durch die Entwurfsdaten definierte Layout 800 dargestellt, das eine einfache Struktur aus einer Mehr­ zahl von Leiterbahnen 802 darstellt. Durch die optische Proximity-Korrektur, die oben beschrieben wurde, ergibt sich eine Maskenstruktur 804, die in Fig. 8b dargestellt ist, bei der kritische Punkte 806 korrigiert wurden. Betrachtet man sich beispielsweise nur die in Fig. 8a ganz rechts angeord­ nete Leiterbahn und vergleicht diese mit der korrigierten, in Fig. 8b gezeigten Leiterbahn, wird deutlich, daß durch die optische Proximity-Korrektur die erforderlichen Daten zur Beschreibung des Maskenlayouts erheblich zugenommen haben. War die in Fig. 8a dargestellte Struktur noch durch einfache Datensätze zu beschreiben, wird durch einen Ver­ gleich mit der Fig. 8b deutlich, daß die für die Beschrei­ bung dieses Entwurfs erforderliche Datenmenge erheblich größer sein muß als die für die Fig. 8a erforderliche Da­ tenmenge.

Die anhand der obigen Ausführungen beschriebene und über aufwendige Berechnungen ermittelte optimale Layoutgeometrie bzw. Dosisverteilung zur Korrektur von Prozeßeinflüssen führt zu der beschriebenen geometrischen Veränderung der Layoutdaten. Dies hat zur Folge, daß die Ausgangsdaten für die Maskenherstellung bzw. für die Elektrodenstrahllitho­ graphie in der Komplexität und Datenmenge um Größenordnungen zunehmen.

Die im Stand der Technik bekannten Ansätze zur Fehlerkorrek­ tur haben somit den Nachteil, daß das Layout sich aufgrund der durchgeführten Korrekturmaßnahmen erheblich in seiner Form und/oder Größe, insbesondere in der Datenmenge, verän­ dern wird. Dies ist bei Layoutgrößen im Gigabit- und Tera­ bitbereich, wie sie in der Zukunft erwartet werden, nach­ teilhaft, da durch die Umsetzung der Korrekturmaßnahmen di­ rekte Geometrieänderungen und aufgrund der damit verbundenen Zunahme der Layoutkomplexität und der Datenmenge solche Lay­ outs überhaupt nicht mehr sinnvoll anwendbar sind.

Ein weiterer Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, daß die Korrekturmaßnahme losgelöst bzw. unabhängig von dem Struk­ turerzeugungsprozeß bzw. der dazu verwendeten Vorrichtung erfolgt, so daß eine ideale Anpassung an die die Struktu­ rierung durchführende Anlage, wie beispielsweise eine Elek­ tronenstrahlanlage, nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die "doppelte" Umsetzung, also zunächst die Bereitstellung des Layouts, dann die Durchführung der Korrektur, die Kombination von Layout und Korrektur zur Er­ zeugung eines korrigierten Layouts und die nachfolgende Übertragung an die Strukturerzeugungsanlage, eine Verbesse­ rung der erzielbaren Strukturgenauigkeiten in der ab­ schließenden Struktur auf dem Wafer begrenzt. Wiederum ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Versuch unter­ schiedliche Prozeßeinflüsse zu kompensieren, die durch eine erste Korrekturmaßnahme bereits erhöhte Layoutkomplexität und Datenmenge nochmals um Größenordnungen erhöht wird, wenn weitere Prozeßeinflüsse korrigiert werden sollen.

Ein weiterer Nachteil liegt auf der Hand, nämlich daß die Übertragung der Layoutdaten im Arbeitsablauf aufgrund der sich verändernden Schaltungskomplexität sehr aufwendig ist. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen­ den Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeu­ gung von Daten zur Herstellung einer durch Entwurfsdaten de­ finierten Struktur auf einem Medium zu schaffen, bei dem die oben beschriebenen Nachteile bezüglich der Zunahme an Lay­ outkomplexität und der Zunahme der zu verarbeitenden Daten­ menge vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentan­ spruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Erzeu­ gung von Daten für die Herstellung einer durch Entwurfsdaten definierten Struktur auf einem Medium, durch zumindest einen direktschreibenden Strukturerzeugungsprozeß, mit folgenden Schritten:

• a) Bereitstellen der Entwurfsdaten;
• b) auf der Grundlage der bereitgestellten Entwurfsdaten und abhängig von dem Strukturerzeugungsprozeß, Erzeugen von Korrekturdaten, die den Strukturfehler in der zu erzeu­ genden Struktur, die durch den Strukturerzeugungsprozeß hervorgerufen werden, korrigieren; und
• c) getrenntes Bereitstellen der Entwurfsdaten und der Kor­ rekturdaten zur Ansteuerung des direktschreibenden Strukturerzeugungsprozesses.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die oben beschriebenen Probleme durch eine Datentrennung zwischen dem Layout und der Korrekturmaßnahme gelöst werden, indem z. B. das Korrekturergebnis bzw. die Korrekturmaßnahme getrennt von dem Layout in der Form von Korrekturdaten re­ präsentiert und gespeichert wird, und die ursprünglichen Entwurfsdaten und die Korrekturdaten getrennt zur Ansteue­ rung des direkt schreibenden Strukturerzeugungsprozesses verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Gedanke der Datentrennung zwischen dem Layout und der Korrekturmaßnahme hat den Vorteil, daß das durch die Entwurfsdaten ursprünglich definierte Layout auch als Ausgangslayout in Form und Größe unverändert bleibt, also durch die zu trennenden Korrekturmaßnahmen nicht beein­ flußt wird. Dies hat den Vorteil, daß auch Layoutgrößen in Gigabit- und Terabitbereich in der Zukunft noch handhabbar sind, da auf die im Stand der Technik gelehrte aufwendige und komplizierte Einarbeitung der Korrekturmaßnahmen in das Layout verzichtet wird, wodurch die damit verbundene Zunahme der Layoutkomplexität und der Datenmenge vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die getrennte Darstellung der Korrekturmaßnahme der eigentliche Korrektur­ schritt in eine lokale Optimierung überführt wird. Die Aus­ führung der Korrekturmaßnahme kann damit auch per Hardware erfolgen, beispielsweise direkt in einem Elektronenstrahl­ schreiber. Dies ermöglicht es, den Korrekturschritt z. B. ideal an die ausführende Elektronenstrahlanlage anzupassen.

Allgemein hat die maschinennahe Ausführung der Korrektur den Vorteil, daß diese zu einer deutlichen Erhöhung der erziel­ baren Strukturgenauigkeiten führt, nachdem auf die "zusätz­ liche" Umsetzung der Korrekturmaßnahme in das Layout ver­ zichtet werden kann. Ferner wird der Datendurchsatz erheb­ lich erhöht und die Layoutkomplexität und Datenmenge bleibt durch die Korrekturmaßnahme unbeeinflußt.

Wiederum ein weiterer Vorteil besteht darin, daß unter­ schiedliche Prozeßeinflüsse und deren notwendige Korrektur­ maßnahmen auf einfache Art und Weise durch Anwenden des Su­ perpositionsprinzips z. B. in einer Korrekturmatrix zusam­ mengefaßt werden können.

Wiederum ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Hand­ habbarkeit der Layoutdaten im Arbeitsablauf sicherer und einfacher wird, aufgrund der gleichbleibenden Schaltungskom­ plexität.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Korrekturdaten in einer Korrekturmatrix dargestellt, durch die z. B. ein beliebiges Koordinatensy­ stem definiert ist, das der zu erzeugenden Struktur zugeord­ net ist, wobei die einzelnen Korrekturwerte Koordinatenwer­ ten des Koordinatensystems zugeordnet sind. Die Korrektur­ werte können skalare Werte sein, die eine Intensität oder einen Betrag einer Verschiebung in Strahlungsrichtung eines zur Erzeugung der Struktur verwendeten Strahles repräsen­ tieren. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Korrekturwerte Vektoren darstellen, die einen Betrag und eine Richtung einer Verschiebung des verwendeten Strahls zur Erzeugung der Struktur darstellen.

Die vorliegende Erfindung erzeugt die Daten entweder zur Er­ zeugung der Struktur auf einem Substrat oder zur Erzeugung einer Maske, wie sie z. B. bei der optischen Lithographie zum Einsatz kommt.

Die Strukturerzeugungsprozesse sind direktschreibende Struk­ turerzeugungsprozesse, die die Struktur z. B. mittels eines Elektronen-, eines Ionen- oder eines Lichtstrahls erzeugen. Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend be­ vorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nä­ her beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm, das die Anwendung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens für die Elektronenstrahllitho­ graphie zeigt;

Fig. 2a ein beispielhaftes Layout;

Fig. 2b die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte Kor­ rekturmatrix gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 die Korrektur von Verzerrungen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4a das bereits in Fig. 3a dargestellte Layout;

Fig. 4b die in einer Korrekturmatrix abgelegten Korrektur­ werte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5a ein Beispiel für einen Elektronenstrahlschreiber, der mit Daten arbeitet, wie sie durch die vor­ liegende Erfindung bereitgestellt werden;

Fig. 5b das Rastersystem des Elektronenstrahlschreibers aus Fig. 5a mit strahlförmiger Quelle;

Fig. 5c das Rastersystem des Elektronenstrahlschreibers aus Fig. 5a mit variabler Blende;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren zur Korrektur von Strukturfehlern darstellt;

Fig. 7a ein Beispiel eines Layouts;

Fig. 7b einen ausgehend von Fig. 7a gezeigten Layout korri­ giertes Layout gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 8a ein Beispiel für ein weiteres Layout; und

Fig. 8b einen ausgehend von dem in Fig. 8a gezeigten Layout korrigiertes Layout gemäß dem Stand der Technik.

Anhand der Fig. 1 wird nachfolgend das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Erzeugung von Daten für die Herstellung einer Struktur auf einem Medium näher beschrieben. In einem ersten Schritt S100 werden die Entwurfsdaten bereitgestellt, die die auf dem Medium zu erzeugende Struktur definieren. Durch die Entwurfsdaten ist das Layout der zu erzeugenden Struktur festgelegt. Im Schritt S102 erfolgt eine Korrektur, um Strukturverzerrungen auf dem strukturierten Wafer zu kompen­ sieren bzw. zu vermeiden. In Fig. 1 wird das erfindungsge­ mäße Verfahren anhand der Elektronenstrahllithographie bei­ spielhaft beschrieben, bei der ein Direktschreiben auf dem zu strukturierenden Wafer erfolgt. Das erfindungsgemäße Ver­ fahren kann jedoch ebenso für die Erzeugung von Masken für optische Lithographie eingesetzt werden.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird im Schritt S102 eine Proximity-Korrektur des Elektronenstrahls durch­ geführt, indem die Dosisverteilung, also die Intensität des Elektronenstrahls, korrigiert wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er oben beschrieben wird, erfolgt im Schritt S102 keine Erzeugung eines korrigierten Layouts, sondern die erhaltenen Korrektur-Werte werden in Korrektur­ daten umgewandelt, die gemäß einem Ausführungsbeispiel in Form einer Korrekturmatrix ausgegeben werden. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, liegen nach dem Schritt S102 die Korrektur­ daten und die Layoutdaten bzw. Entwurfsdaten getrennt vor, und werden im Schritt S104 zur Ansteuerung der Elektronen­ strahlanlage zur Durchführung der erforderlichen Elektronen­ strahlbelichtung verwendet. Nach der Elektronenstrahlbelich­ tung im Schritt S104 liegt beispielsweise ein Resistabbild der zu erzeugenden Struktur vor, das in nachfolgenden Struk­ turierungsprozessen S106, wie z. B. Entwicklung, Ätzen, etc., dann zum strukturierten Wafer führt, auf dem dann bei­ spielsweise die durch die Entwurfsdaten festgelegte inte­ grierte Schaltung enthält.

Anhand der Fig. 2 wird nachfolgend ein Beispiel für die Elektronenstrahllithographie beschrieben, das von dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren Gebrauch macht. In Fig. 2a ist ein Layout 200 dargestellt, das dem bereits anhand der Fig. 7a beschriebenen Layout entspricht. Das Layout 200 ist durch die im Schritt S100 angegebenen Entwurfsdaten definiert und umfaßt mehrere rechteckförmige Elemente 202, von denen zwei jeweils durch einen Zwischenabstand 204 getrennt sind. Fer­ ner sind Linien 206 zwischen den zwei Paaren von Rechtecken angeordnet. Um Strukturverzerrungen durch die Prozeßeinflüs­ se zu kompensieren, werden im Schritt S102 die Korrekturda­ ten berechnet und gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Matrixform abgelegt. In Fig. 2b ist ein Beispiel für eine zweidimensionale Korrekturmatrix dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Matrix ein kartesisches Koordinatensystem festgelegt, das der zu erzeugenden Struk­ tur zugeordnet ist, indem beispielsweise der Ursprung des Koordinatensystems die linke untere Ecke des Layouts 200 be­ stimmt.

Die einzelnen Korrekturwerte sind bei dem in Fig. 2 darge­ stellten Ausführungsbeispiel den Koordinatenwerten des Ko­ ordinatensystems zugeordnet.

Um der Elektronenstrahlbelichtungsanlage die erforderlichen Dosisinformationen für die einzelnen Punkte des Layouts be­ reitzustellen, werden, wie es in Fig. 1 beschrieben wurde, die Layoutdaten und die Korrekturdaten getrennt zur Ansteue­ rung der Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung verwendet, und diese Anlage stellt für bestimmte Abschnitte des zu schreibenden Layouts die in der Korrekturmatrix an der ent­ sprechenden Koordinatenstelle abgelegten Dosisinformationen ein, um so die erforderliche Korrektur von Strukturverzer­ rungen herbeizuführen. Es wird darauf hingewiesen, daß ab­ hängig von der Struktur des Layouts und abhängig von den er­ forderlichen Korrekturmaßnahmen das aufgespannte Koordina­ tensystem bzw. Gitter entweder feinmaschiger oder grobma­ schiger sein kann, als dies in Fig. 2b dargestellt ist. Den einzelnen Koordinatenwerten (0,0) bis (6,5) sind Werte zu­ geordnet, die z. B. normierte Werte darstellen, die dann durch die Elektronenstrahlbelichtungsanlage verarbeitet wer­ den, um die entsprechende Dosis an diesem Punkt einzustel­ len. Es können jedoch ebensogut die entsprechenden Dosis­ mengen an den einzelnen Koordinatenwerten abgelegt sein, so daß keine zusätzliche Umrechnung im Elektronenstrahlbelich­ tungsgerät erforderlich sind, wobei die genaue Ausgestaltung von der verwendeten Vorrichtung zur Elektronenstrahlbelich­ tung abhängt.

Beispielhaft sind in Fig. 2b einige Werte für die an den Ko­ ordinatenwerten abgelegten Korrekturwerte dargestellt. Beim Koordinatenwert (1,1) beträgt der Korrekturwert 1,0, was beispielsweise anzeigen kann, daß eine Standarddosis der Elektronenstrahlbelichtungsanlage in diesem Bereich verwen­ det wird, wobei beispielsweise im Bereich des Korrekturwer­ tes (0,2) das 1,5-fache der Standardeinstellung der Dosis zu verwenden ist.

Die in Fig. 2 dargestellten Koordinatenwerte bzw. Linien­ kreuzungen sind Stützpunkte für die Berechnung der Dosis­ werte, die in der dargestellten zweidimensionalen Matrix abgespeichert sind. Sind Zwischenwerte erforderlich, so kön­ nen diese durch Interpolation gewonnen werden. In der Elek­ tronenstrahlbelichtungsvorrichtung erfolgt aufgrund der so abgespeicherten Korrekturwerte und gegebenenfalls einer In­ terpolation von Zwischenwerten die eigentliche Korrektur. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, erfolgt dem dort beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel die Trennung und Darstellung der Korrekturergebnisse von der Layoutstruktur durch die Be­ rechnung und Ausgabe der zweidimensionalen Matrix, die die optimalen Dosiswerte an entsprechenden x/y-Koordinatenwerten angibt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist, über die Korrekturmatrix be­ stimmte Dosiswerte für einen Elektronenstrahl festzulegen. Anstelle der Dosiswerte für einen Elektronenstrahl können auch ganz allgemein bestimmte Intensitätswerte oder be­ stimmten Intensitäten zugeordnete Werte für einen Strahl, wie z. B. einen Elektronenstrahl, Ionenstrahl oder Licht­ strahl verwendet werden, so daß das anhand der Fig. 2 be­ schriebene Beispiel für jeden direktschreibenden Herstel­ lungsprozeß geeignet ist.

Anstelle der anhand der Fig. 2 beschriebenen Dosiswerte kön­ nen die Korrekturwerte auch Verschiebungswerte anzeigen. Ein solcher Verschiebungswert zeigt an, daß z. B. der Elek­ tronenstrahl an dieser Stelle um den angegebenen Wert von der durch das Layout festgelegten Struktur abweicht und z. B. eine Kante um den angegebenen Wert verschiebt, um die entsprechende Korrektur von Strukturfehlern zu ermöglichen. Anstelle der oben beschriebenen skalaren Werte können die Korrekturwerte auch vektorielle Werte sein, die den idealen Korrekturwert bezogen auf seinen Koordinatenwert in Betrag und Richtung definieren, um z. B. eine entsprechende Ver­ schiebung einer Kante eines Layouts bei der Erzeugung der Struktur hinsichtlich der Größe der Verschiebung und deren Richtung zu definieren. Ein solches Beispiel ist anhand der Fig. 3 dargestellt, bei dem mittels des Vektors v bewirkt wird, daß bei der Strukturerzeugung die durch das Layout 200 festgelegte Kante 300 in die durch v angezeigte Richtung verschoben wird, so daß der Elektronenstrahl beim Schreiben die Kante 300' erzeugt. Die diesbezüglichen Vektordaten, al­ so Betrag und Richtung der Verschiebung, sind in der Kor­ rekturmatrix, welche dann eine zweidimensionale Vektormatrix ist, abgelegt und werden bei der Erzeugung der Struktur dem Strukturerzeugungsprozeß zugeführt.

Durch diese Maßnahme können beim Direktschreiben Verzeich­ nungen korrigiert werden, und so eine Geometrie-Korrektur herbeigeführt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Geometrie-Korrektur wird nach­ folgend anhand der Fig. 4 beschrieben. In Fig. 4a ist das aus der Fig. 2a bekannte Layout dargestellt, und bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Erzeugung durch eine Ionen- Projektion, die ohne Fehlerkorrektur einen im wesentlichen radialen Abbildungs-Fehler hervorrufen würde. Wie in Fig. 2a dargestellt ist, ist ein Ursprung eines Koordinatensystems in der Mitte des Layouts angeordnet, wie es durch (0,0) an­ gedeutet ist. Die Korrektur erfolgt derart, daß für einen Ionenstrahl, der an einer bestimmten Stelle des Layouts die Strukturierung durchführen soll, festgestellt wird, ob an dieser Position, wie sie durch den Pfeil r definiert ist, eine Korrektur in der Form einer Verschiebung der Kante er­ folgen soll. Um die erforderliche Korrektur durchzuführen, sind in der Korrekturmatrix für jeden Radiuswert entspre­ chende Verschiebungswerte dr gespeichert, wie dies schema­ tisch in Fig. 4b dargestellt ist. Abhängig von der Position wird jedem Wert für r ein Verschiebungswert dr zugeordnet, um den der Strahl bei der Strukturerzeugung verschoben wird, um einen Strukturfehler mit der erzeugten Struktur zu ver­ meiden. Wie zu erkennen ist, ist im Ursprung keine Korrektur erforderlich, da an dieser Stelle keine Verschiebung auf­ tritt.

Anhand der Fig. 5 wird nachfolgend ein Beispiel für einen Elektronenstrahlschreiber näher beschrieben, dem die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten Daten, nämlich die Korrekturdaten und die Layout-Daten, bereitgestellt werden.

Der Elektronenstrahlschreiber ist schematisch in Fig. 5a ge­ zeigt und in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 500 versehen. Der Elektronenstrahlschreiber umfaßt eine Elek­ tronenquelle 502 zur Erzeugung eines Elektronenstrahls 504. Der Elektronenstrahl 504 ist über eine Optik 506 und eine Blende 508 auf ein zu bearbeitendes Substrat 510 gerichtet.

Das Substrat ist auf einem Tisch 512 angeordnet, der bevor­ zugterweise in X-Richtung und in Y-Richtung verfahrbar ist. Ferner weist der Elektronenstrahlschreiber 500 eine erste Steuerungseinheit 514 und eine zweite Steuerungseinheit 516 auf, die die übrigen Komponenten des Schreibers 500 an­ steuern, wie dies durch die Pfeile 514a, 514b, 516a, 516b angedeutet ist. In die Steuerungseinheiten 514, 516 werden die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten Daten eingegben, wie dies durch die Pfeile 518 und 520 angezeigt ist.

Die erste Steuerungseinheit 514 erhält die Korrekturdaten 518, und die zweite Steuerungseinheit 516 erhält die Lay­ out-Daten 520. In der ersten Steuerungseinheit 514 erfolgt auf der Grundlage der Korrekturdaten, die z. B. in Form der oben beschriebenen Korrekturmatrix vorliegen, eine Berech­ nung der erforderlichen Intensität des Elektronenstrahls 504 und eine entsprechende Ansteuerung 514a der Elektronenquelle 502. Zusätzlich zu oder anstelle der Intensitätssteuerung des Elektronenstrahls 504 kann dessen Geschwindigkeit beim Schreiben auf dem Substrat 510 gesteuert werden 514b, um über das zeitliche Integral der auf einen Punkt einfallenden Intensität/Dosis den erforderlichen Intensitätswert zu er­ reichen.

Die zweite Steuerungseinheit 516 erhält die Layout-Daten 520 und berechnet abhängig davon die erforderliche Tischführung und erzeugt die erforderlichen Ansteuersignale 516a, 516b zum Verfahren des Tisches 512 und zur Ansteuerung des Strahls 504 oder der Blende 508, um das Substrat 510 ent­ sprechend der empfangenen Layout-Daten 520 zu strukturieren.

Der Elektronenstrahlschreiber 500 kann ein Rastersystem mit gaußförmiger Belichtungsquelle 502 sein, das es ermöglicht, den Elektronenstrahl 504 über die Optik 506 direkt auf das Substrat 510 zu richten, oder ein System sein, das den Elek­ tronenstrahl 504 wird über eine Blende 508 auf das Substrat 510 gerichtet.

Anhand der Fig. 5b ist das Rastersystem eines Elektronen­ strahlschreibers 500 mit strahlförmiger Elektronenquelle 502 gezeigt. Wie zu erkennen ist, schreibt das System einzelne Bahnen 522 auf dem Substrat, deren Länge bzw. Abmessung durch das Layout und die Korrektur vorgegeben sind.

Anhand der Fig. 5c ist das Rastersystem eines Elektronen­ strahlschreibers 500 mit variabler Blende gezeigt. Anders als bei einer strahlförmigen Elektronenquelle, werden hier­ bei einzelne Felder 524a, 524b, 524c auf dem Substrat ge­ schrieben, deren Abmessung durch die variable Blende vorge­ geben sind, die abhängig von den empfangenen Layout-Daten 520 und den empfangenen Korrekturdaten 518 angesteuert wird.

Durch den in Fig. 5 schematisch gezeigten Schreiber 500 wird aus der bereitgestellten Layout-Struktur 520 der geome­ trische Belichtungsvorgang errechnet, d. h. die Belichtungs­ position auf der Maske oder auf dem Substrat 510 wird über eine entsprechende Tischsteuerung, die das Substrat 510 unter dem Schreiber bzw. dem Elektronenstrahl 504 entspre­ chend der Layout-Struktur plaziert, errechnet. Die Struktur wird dann sequentiell übertragen.

Die Korrekturinformation 518, z. B. in der Form einer Matrix mit korrigierten Dosiswerten, wird der Intensitätssteuerung 514 zugeführt, die entsprechend den Korrekturwerten z. B. die Intensität der Strahlverweildauer am Belichtungsort steuert. Bei einer geometrischen Korrektur wird der Belichtungsort oder die Blende über die Korrekturmatrix entsprechend korrigiert.

Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, Fehler zu korrigieren, die durch einen Effekt hervorgerufen werden, sondern es ist mög­ lich durch Superposition unterschiedliche Prozeßeinflüsse und deren notwendige Korrekturmaßnahmen, die oben im ein­ zelnen beschrieben wurden, in einer Korrekturmatrix zusam­ menzufassen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die oben be­ schriebenen Vorteile, indem das Korrekturergebnis bzw. die Korrekturmaßnahme getrennt vom Layout gespeichert wird. Für die optische Lithographie und die Ionenprojektionslithogra­ phie erfolgt die Speicherung beispielhaft in einer zweidi­ mesionalen Vektormatrix, wobei jeder Vektor den idealen Kor­ rekturwert (Betrag und Richtung) bezogen auf seinen Koordi­ natenwerte repräsentiert. Zwischenwerte können in diesem Fall durch Interpolation gewonnen werden.

Für die Elektronenstrahllithographie mit Belichtungsgeräten, die eine Dosismodulation unterstützen, kann anstelle der geometrischen Korrekturwerte der ideale Dosiswert berechnet und in der Korrekturmatrix repräsentiert werden. Der Dosis­ wert für den Belichtungsschritt kann dann aus den Werten der lokalen Korrekturmatrix in Kombination mit der gewählten Blendengröße ermittelt werden.

Anstelle der Elektronenstrahllithographie oder Ionenprojek­ tionslithographie kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für optische Verfahren verwendet werden, bei denen z. B. mittels eines Steppers oder eines Laserschreibers ein di­ rektes Beschreiben des Substrats bzw. der Maske erfolgt.

Ferner ist es möglich, vor dem Bereitstellen der Korrektur­ daten und der Layoutdaten zur Ansteuerung des Strukturer­ zeugungsprozesses eine Computer-Simulation der sich erge­ benden Struktur durchzuführen, indem beispielsweise die durch die Korrekturmatrix festgelegten Dosiswerte dem ur­ sprünglichen Layout überlagert werden und durch unterschied­ liche farbliche Abstufungen sichtbar gemacht werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Erzeugung von Daten für die Herstellung einer durch Entwurfsdaten definierten Struktur auf einem Medium durch zumindest einen direktschreibenden Strukturerzeugungsprozeß, mit folgenden Schritten:

• a) Bereitstellen (S100) der Entwurfsdaten;
• b) auf der Grundlage der bereitgestellten Entwurfs­ daten und abhängig von dem Strukturerzeugungs­ prozeß, Erzeugen (S102) von Korrekturdaten, die Strukturfehler in der zu erzeugenden Struktur, die durch den Strukturerzeugungsprozeß hervorgerufen werden, korrigieren; und
• c) getrenntes Bereitstellen der Entwurfsdaten und der Korrekturdaten zur Ansteuerung des direktschrei­ benden Strukturerzeugungsprozesses.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Medium, auf dem die Struktur zu erzeugen ist, ein Substrat oder eine Maske ist, die zur Übertragung der Struktur auf ein Substrat dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Entwurfs­ daten ein Layout (200) einer integrierten Schaltung de­ finieren.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Korrekturdaten eine Korrektur von Strukturfehlern be­ wirken, die durch einen Proximity-Effekt hervorgerufen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der direktschreibende Strukturerzeugungsprozeß die Struktur mittels eines Elektronen-, eines Ionen- oder eines Lichtstrahles erzeugt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Korrekturdaten in einer Korrekturmatrix vorliegen, die den Korrekturdaten entsprechende Korrekturwerte ent­ hält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem durch die Korrek­ turmatrix ein Koordinatensystem definiert ist, das der zu erzeugenden Struktur zugeordnet ist, wobei die ein­ zelnen Korrekturwerte den Koordinatenwerten des Koor­ dinatensystems zugeordnet sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Korrekturwerte skalare Werte sind, die die Intensität oder einen Be­ trag der Verschiebung in Strahlungsrichtung des ver­ wendeten Strahls zur Erzeugung der Struktur darstellen.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Korrekturwerte Vektoren sind, die einen Betrag und eine Richtung einer Verschiebung des verwendeten Strahls zur Erzeugung der Struktur darstellen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Korrekturmatrix Korrekturwerte enthält, die Korrek­ turdaten zur Korrektur von Strukturfehlern darstellen, die unterschiedliche Prozeßeinflüsse hervorgerufen wer­ den.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem Zwischenwerte für zwischen den Koordinatenwerten be­ findliche Punkte durch Interpolation erhalten werden.