[發明專利]一種極紫外光掩模衍射近場計算模型的建立方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202111241110.3
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN114021435A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 景旭宇;韋亞一;董立松
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F16/583;G06N20/00;G06V30/422;G06V30/148;G06V30/186
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 王勝利

本發明公開一種極紫外光掩模衍射近場計算模型的建立方法、裝置及電子設備，涉及微電子技術領域。所述極紫外光掩模衍射近場計算模型的建立方法，包括：獲取預設個數的掩模版圖對應的衍射矩陣數據庫；基于所述掩模版圖對應的衍射矩陣數據庫對每個所述掩模版圖進行切割分類處理，得到多個種類的特征圖形；基于每個種類的所述特征圖形，確定相應具備掩模衍射近場特性的卷積核；根據所述卷積核確定測試版圖對應的近場數據，完成所述極紫外光掩模衍射近場計算模型的建立，此模型針對極紫外光刻掩模衍射近場訓練出一套有效的卷積核，并且可以適用于任何的入射光角度，同時還能保持與機器學習方法同一量級的計算精度但是耗費時間成本大幅度降低。

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，尤其涉及一種極紫外光掩模衍射近場計算模型的建立方法、裝置及電子設備。

背景技術

極紫外光刻(EUVL)是以波長為11～14nm的EUV射線為曝光光源的微電子光刻技術，適用于特征尺寸為32nm及更細線寬的集成電路的大批量生產。EUV 光刻原理：通過激光激發或者放電產生等離子體，等離子體發出EUV輻射，EUV 輻射經過由周期性多層薄膜反射鏡組成的聚焦系統入射到反射掩模上，反射出的EUV光波再通過反射鏡組成的投影系統，將反射掩模上的集成電路的幾何圖形成像到硅片上的光刻膠中，從而形成集成電路所需要的光刻圖形。掩模反射入射光時會在靠近其表面的位置產生衍射電場，這被稱為掩模近場。衍射近場數據由XX、XY、YX、YY衍射數據組成。

計算光刻技術，如光學接近校正(OPC)和源掩模優化(SMO)，是提高光刻成像性能的重要工具。在OPC和SMO迭代過程中，EUV成像模型需要反復調用，成像模型的速度和精度對計算光刻技術的速度和性能有很大影響。同時，新EUV 機和光刻工藝的研究人員也需要高精度成像模型作為輔助分析工具。快速準確地計算EUV掩模衍射譜是建立EUV成像模型的關鍵。與DUV掩膜不同，EUV 掩膜采用反射設計，厚度可達數百納米，遠大于入射光的波長。由于斜入射形態和厚掩膜效應，傳統的基爾霍夫薄掩膜模型不再準確。解決這一問題最精確的方法是在多個入射角下使用時域有限差分(FDTD)方法、嚴格耦合波分析 (RCWA)方法等嚴格電磁場(EMF)仿真方法嚴格的電磁場(EMF)模擬來建模掩模衍射。EMF方法雖然精確但是耗時太久，計算成本太大，因次并不適用于大規模的計算。

為了提高仿真的速度，一系列快速掩模模型被提出，主要包括基于區域分解方法的模型、基于結構分解方法的模型和基于機器學習的模型。區域分解方法(DDM)是一種典型的基于版圖分解的快速模型。采用DDM法可以快速計算出 EUV掩模的衍射譜和近場，該方法將復雜的二維(2D)圖案轉化為一系列一維(1D) 圖案的疊加。Liu.P等人提出了一種快速的適用于193浸沒式光刻的掩模衍射近場計算模型，該模型將掩模圖案分解為區域、邊緣和角點。通過嚴格的仿真得到了相應的濾波器，可以用于計算任意掩模模式的空間圖像。結構分解法(SDM) 將掩模結構分解為吸收層和多層結構，分別進行建模。通過模擬入射光的傳播，計算了掩模的衍射譜。SDM具有明確的物理意義，已成功地應用于掩膜三維效果的理論分析。機器學習的方法將掩模版圖分解為具有凹角、凸角、邊特征的圖形。通過建立具有這三類特征的版圖數據庫，將分解后的各個版圖圖形與數據庫中的圖形進行匹配，再提取對應的近場數據進行拼接。該模型在掩模衍射近場計算精度方面取得了進展。

不同于193nm浸沒式光刻，EUV光刻采用的是反射型掩模。反射型掩模與投射型掩模衍射近場的特征是完全不同的，因此Liu.P等人提出的基于DDM方法的模型所使用的濾波器已經完全不適用于EUV光刻。而SDM采用點脈沖來描述吸收條紋邊緣的邊界衍射。點脈沖是一個常數，只與吸收材料和厚度有關。它不能描述入射角對吸收體衍射譜的影響。同時，在模型中，將斜入射下的衍射區域簡單地視為正入射下衍射的霍普金斯位移。因此，隨著入射角的增大和掩模半節距的減小，SDM的精度逐漸降低。基于機器學習方法的模型雖然計算精度有所提高但是耗費的時間成本也在增加。

發明內容

本發明的目的在于提供一種極紫外光掩模衍射近場計算模型的建立方法、裝置及電子設備，用于解決現有極紫外光刻計算模型精度低以及較為耗時的問題。