[發明專利]一種基于二維快速傅里葉變換的電子束曝光的鄰近效應矯正方法

有效

• 申請號: 202110400952.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN112987514B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉杰;姚文澤;徐宏成;趙浩杰;劉薇;侯程陽
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種電子束曝光的鄰近效應快速矯正方法。電子束曝光的鄰近效應快速矯正方法包括：S11設置電子束曝光版圖矩陣；S12使用二維快速傅里葉變換方法計算電子束正向曝光模擬的能量沉積；S13計算電子束曝光后的閾值顯影圖案強度；S14設置收斂精度，計算電子束曝光版圖誤差函數，判斷是否收斂；S15計算電子束曝光劑量因子矩陣向量梯度迭代直至收斂；S16將電子束曝光版圖劑量矯正結果轉化為可用于曝光的數據類型。本發明實現了任意形狀電子束曝光版圖的鄰近效應矯正計算，具有低誤差率、高收斂速度率和高計算效率的特點。

技術領域

本發明涉及電子束曝光的鄰近效應快速矯正方法，該方法能高效、準確地計算基于圖案像素的大尺寸曝光版圖，屬于計算電子束曝光領域。

背景技術

電子束鄰近效應(Proximity Effect,PE)，是電子束曝光(EBL)過程中嚴重影響曝光分辨率的一種負面效應。該效應是由電子束在光刻膠中的前散射(Forward Scattering)和背散射(Backward Scattering)共同作用所導致，受曝光版圖的幾何形狀、圖案密度和抗蝕劑的基片的物理特性等因素影響，其影響范圍高達數十微米。隨著工藝節點的降低，曝光精度的要求逐漸提高，這也使得電子束鄰近效應矯正發揮更加關鍵性作用。

目前，大多數電子束鄰近效應矯正方法，通過迭代方式收斂速度慢、單次卷積計算效率低，主要解決粗網格密度或小范圍精密網格的版圖矯正，以及小規模器件版圖的單獨矯正，難以在實際大尺寸精密網格下進行鄰近效應矯正。因此，研究一種適用于大規模版圖的、高效的、準確的電子束鄰近效應矯正方法迫在眉睫。

發明內容

本發明是一種基于二維快速傅里葉變換的電子束曝光的鄰近效應矯正方法，目的是獲得效、準確的電子束鄰近效應矯正版圖。

本發明的技術解決方案為：一種基于二維快速傅里葉變換的電子束曝光的鄰近效應矯正方法，發明步驟如下：

步驟S11，設置電子束曝光版圖矩陣P(x,y)(x＝1,2,…,M；y＝1,2,…,N；M,N分別為矩陣的行、列數，也可表示為P)，需要曝光的像素區域設置為1，不需要曝光的像素區域設置為0。

步驟S12，計算電子束正向曝光模擬的能量沉積E(x,y)(也可表示為矩陣向量E)，其計算方法為：

式中，符號·代表向量對應位置乘法，符號代表卷積運算，PSF(也可表示為PSF(x,y))是電子束在光刻膠中散射的點擴散函數矩陣向量，K表示電子束曝光劑量因子矩陣向量，且矩陣K、P和PSF的行、列均相同。

通過二維快速傅里葉變化(2D-FFT)對該步驟中公式(1)的加速計算，表示為：

式中，fft(·)計算操作符表示為二維矩陣的快速傅里葉變化，ifft[·]計算操作符表示為二維矩陣的快速傅里葉逆變化。

步驟S13，計算電子束曝光后的閾值顯影圖案強度D(x,y)(x＝1,2,…,M；y＝1,2,…,N；M,N分別為矩陣的行、列數，也可表示為D)，其計算方法為：

式中，Sigmoid函數中參數λ是函數坡度，τ是光刻膠顯影閾值。

可選地，顯影圖案強度D可以通過一下計算方法得出：

式中，Heaviside函數中參數λ是函數坡度，τ是光刻膠顯影閾值。

步驟S14，設置收斂精度ε，計算電子束曝光版圖誤差函數loss(D)，判斷是否收斂，其計算方法為：

對應公式(4)可選地，計算電子束曝光版圖誤差函數loss(D)，其計算方法為：