[發明專利]基于光源互強度函數分解的光學成像快速計算方法

在審

• 申請號: 201710820261.1
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107479335A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 貢頂;沈忱;崔紹春;毛智彪
• 申請（專利權）人: 蘇州珂晶達電子有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

【技術領域】

本發明屬于半導體器件工藝仿真中的光刻分辨率增強技術領域，特別是涉及一種基于光源互強度函數分解的光學成像快速計算方法。

【背景技術】

半導體器件生產過程中，光刻工藝為目前工業生產的主要手段。光刻工藝基于衍射光學，在成像平面獲得特定圖案的光強分布。隨著半導體技術的發展，半導體器件的尺寸越來越小，當特征尺寸接近甚至小于光刻工藝中所使用的光波波長時，光學衍射將導致硅片上所成的曝光圖形與所采用的掩模板圖形相比有一定畸變，隨著特征尺寸進一步減小，這種圖形的差異將加劇。這種現象導致光刻圖形的轉移失真，最終影響產品的成品率。為抑制光學衍射對半導體器件生產的負面影響，像平面光強分布的快速計算被用于光刻技術的工藝仿真。為了適應設計的多樣性、復雜性，基于模型的光學成像越來越多被采用。

光刻工藝仿真技術主要包括光刻系統成像模型以及逆向優化過程，其中逆向優化是一個反復迭代的過程，每次迭代都需要調用光刻成像模型，在特定光刻條件下正確估計硅片上的圖像。光學成像模型是光刻工藝的關鍵，目前光刻成像的基本原理主要包括Hopkins成像原理與Abbe成像原理，基于此兩種成像原理的成像快速算法得到長期的發展，光刻成像模型的本質是一系列傅立葉光學運算過程。隨著集成電路的規模越來越大，單個半導體芯片上集成的器件越來越多，相應的光刻過程需要的掩膜板曝光圖形越來越復雜，這就要求光刻成像模型的計算必須是快速高效的，從而使得整個光學鄰近校正過程循環時間減少，提高生產效率，降低生產成本。

光刻系統可以簡化為一個成像系統，包括照明光源、掩模板、投影物鏡、以及硅片成像面的光刻膠四個基本要素。現有技術中有文獻(A.K.-K.Wong，Resolution enhancement techniques in optical lithography，vol.47.SPIE press，2001.)公開了一種光刻分辨率增強技術，其利用Hopkins成像原理建立了四維交叉傳遞函數(簡稱TCC，Transmission Cross Coefficient)來表征成像系統的光學參數(光源、數值孔徑、相差、失焦等)，對于相同光學參數的成像系統，TCC僅需計算一次，且可以被重復利用。另外現有技術中有文獻(N.B.Cobb，Fast Optical and Process Proximity Correction Algorithms for Integrated Circuit Manufacturing，Ph.D.dissertation，University of California，Berkeley，1998.)提出了一種集成電路制造的快速光學和工藝鄰近校正算法，利用特征值分析方法，提取TCC的特征值及特征向量，通過保留對成像影響較大的特征值及特征向量，則可大大減少計算光強分布所需的傅立葉變換的次數從而實現快速計算。但根據Hopkins光學成像理論，建立四維交叉傳遞函數TCC，其交叉傳遞函數TCC的計算涉及四重積分運算，十分耗時。若相應光學參數發生變化，則不得不重新計算TCC，其按照正常的計算方法計算TCC將嚴重影響光強分布計算的效率，從而影響光刻工藝的設計效率。

因此，有必要提供一種新的基于光源互強度函數分解的光學成像快速計算方法來解決上述問題。

【發明內容】

本發明的主要目的在于提供一種基于光源互強度函數分解的光學成像快速計算方法，能夠快速精確獲得TCC核函數，使得光強分布計算快速而高效，從而滿足實際的光刻工藝設計需求。

本發明通過如下技術方案實現上述目的：一種基于光源互強度函數分解的光學成像快速計算方法，其包括以下步驟：

步驟S101：獲取成像系統的光源函數及光瞳函數

步驟S102：將所述光源函數投影到頻域上的一組正交基函數上；

步驟S103：求解空間域上光源互強度函數對應基函數的投影系數a_pq,st；

步驟S104：由投影系數α_pq,st建立投影矩陣A＝[α_pq,st]，并進行特征向量分解A＝UU^*；

步驟S105：基于所述投影矩陣A對光源互強度函數進行分離變量，并建立空間域上的交叉傳遞函數的核函數

步驟S106：計算核函數與掩膜板圖形的卷積，獲得像平面上的曝光圖案