[發明專利]一種數字掩模投影光刻優化方法及系統

有效

• 申請號: 202110580510.0
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113495435B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 趙圓圓;陳經濤;朱建新;段宣明
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

1.一種數字掩模投影光刻優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立以數字掩模的復振幅分布的矩陣表達式，構建數字掩模投影光刻成像模型；所述數字掩模投影光刻成像模型包括光學模型和光刻膠的化學模型；

所述數字掩模由振幅空間光調制器生成，所述數字掩模的復振幅透過率m(x,y)表示為：

式中，a_m,n(x-md_x,y-nd_y)表示像素點(m,n)上的光場調制，且經歸一化后其振幅為0到1的任意實數，位相為0或π；u(x-md_x,y-nd_y)表示像素點(m,n)上復振幅透過率，u函數為矩形函數；d_x、d_y分別表示像素排列x方向的周期和y方向的周期；

在建立所述以數字掩模的復振幅分布的矩陣表達式時，其表達式為：

式中，為數字掩模的復振幅透過率m(x,y)的離散矩陣形式，為a_m,n(x-md_x,y-nd_y)的矩陣表達形式，core為u(x-md_x,y-nd_y)的離散表達形式，代表對數字掩模單個像素的抽樣矩陣；表示克羅內克積；

則以所述數字掩模復振幅透過率的離散矩陣建立數字掩模投影光刻成像模型的光學模型，其表達公式如下：

則生成的光刻圖案Z表示為：

式中，T{M}表示光刻正向系統，表示接收數字掩膜M得到的光刻圖形；h_p表示x、y、z偏振方向上的點擴散函數；

建立以數字掩模為變量的關于圖形保真度的代價函數F；

給定二元的目標圖形并對所述數字掩模投影光刻成像模型進行數字掩模反演計算，基于所述代價函數F計算對于數字掩模的梯度，對所述數字掩模投影光刻成像模型進行迭代優化，得到數字掩模M；其中：

所述數字掩模反演計算過程中，對于給定的二元的目標圖形尋找一個數字掩模并加載在空間光調制器上使得光刻圖案Z∈R?^N×N與目標圖形的差距最小，其代價函數F表示為：

式中，N_M為數字掩膜某個方向排列的像素數量；表示F范數的平方；

將所述數字掩模M加載在空間光調制器上，得到與目標圖形差距最小的光刻圖案Z。

2.根據權利要求1所述的數字掩模投影光刻優化方法，其特征在于，所述光刻膠的化學模型表示為：

式中，a_r為常系數，其值越大sigmoid函數越接近硬閾值函數；t_r為光刻膠閾值；Z(x,y)的值在0到1之間；I(x,y)表示光源成像模型，其表達公式如下：

式中，h_p(x,y)表示x、y、z偏振方向上的點擴散函數，m(x,y)表示數字掩模的復振幅透過率；*表示卷積運算。

3.根據權利要求2所述的數字掩模投影光刻優化方法，其特征在于，所述光源成像模型I(x,y)包括偏振方向上的相干系統光強的線性疊加。

4.根據權利要求1所述的數字掩模投影光刻優化方法，其特征在于，所述數字掩模反演計算過程中，當所述數字掩模只加載灰度振幅，不對相位進行調制時，數字掩模M第i行第j列的像素M_i,j∈[0,1]，其中i,j＝1,2,...,N_M，則有最優化問題：

當所述數字掩模加載灰度振幅，且其位相處于0或者π時，數字掩模M第i行第j列的像素M_i,j∈[-1,1]，其中i,j＝1,2,...,N_M，則有最優化問題：

M_i,j＝cosθ_i,j

其中，θ_i,j∈[-∞,+∞]；式中，θ_i,j表示數字掩模M中第i行第j列的像素M_i,j相應的離散矩陣元素。