[發明專利]一種基于邊緣迭代的電子束光刻劑量形狀校正方法

在審

• 申請號: 202210381947.6
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114675508A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 劉杰;徐宏成;姚文澤;趙浩杰;張思媛
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G06F17/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種基于邊緣迭代的電子束光刻劑量形狀校正方法，通過判斷并存儲版圖邊緣各個點的位置的曝光情況進行迭代的修正，直到符合收斂標準就停止。本發明共分為六個步驟：步驟S1：電子束曝光版圖網格劃分；步驟S2：判斷并存儲曝光版圖中每個圖素邊緣各點的位置；步驟S3：模擬電子束曝光版圖曝光、顯影過程，計算每個圖素邊緣對應像素的偏移量；步驟S4：根據每個圖素邊緣對應像素的偏移量，修正每個圖素的邊緣曝光位置；步驟S5：計算誤差并判斷迭代是否收斂；步驟S6：獲取形狀修正后的版圖。由于只需要計算版圖的邊界所以其修正時間較短，且精確校正計算邊緣所有點的能量，所以本發明具有高計算效率，高計算精度的特點。

技術領域

本發明是一種基于邊緣迭代的電子束光刻劑量形狀校正方法，在確保精度的前提下，快速校正電子束光刻的版圖，實現了單一劑量進行曝光版圖形狀校正，屬于計算光刻領域。

背景技術

電子束光刻是一種高分辨率無掩膜直寫式光刻技術，由于電子束光斑尺寸非常小，它可以制作特征尺寸在10納米以下的版圖。由于電子在抗蝕劑和襯底中發生碰撞散射，使得顯影后的版圖與設計版圖出現嚴重的失真，出現電子束光刻鄰近效應(ProximityEffect)，同時還伴隨霧化效應(Fogging Effect)，刻蝕加載效應(Etch Loading Effect)，電荷累積效應(Charging Effect)等負面效應。這幾種負面效應校正，特別是對于特征尺寸非常小或密集的光刻版圖，是電子束光刻工藝流程中不可或缺的關鍵步驟。

目前存在的兩種類型的校正方法：劑量校正和形狀校正。其中劑量校正具有精度高的優勢，但是要求電子束光刻機能夠快速變換曝光劑量，對光刻設備要求較高。形狀校正通過校正版圖形狀，達到了使用相同劑量曝光整個版圖的目的，可以兼容所有的光刻設備。目前，傳統形狀矯正算法中，需要對整個曝光版圖進行迭代求解，導致大規模的曝光版圖計算效率很低。因此，亟需發明一種能夠兼容所有光刻設備，在確保計算精度的條件下，進行高效率計算的形狀矯正算法。

本發明同現有的形狀校正方法相比，不需要將版圖劃分成小矩形，也不需要判斷矩形的連接處，只需要依據邊緣各點接收能量進行處理，大大降低計算像素點，特別是針對超大規模曝光版圖的計算，能夠有效提高計算效率，同時在精度上也有很大提升。

發明內容

本發明是一種基于邊緣迭代的電子束光刻劑量形狀校正方法，目的是在保證劑量不變的前提下，修改輸入版圖來克服電子束光刻產生的負面效應，從而實現單一劑量進行形狀校正。

本發明的技術解決方案為：通過對分析版圖邊緣的曝光情況進行校正，在保證精度以及時間的前提下，根據版圖邊緣所有點的曝光情況進行記錄，并按結果迭代地校正版圖，發明的步驟如下：

步驟S1：電子束曝光版圖網格劃分；

讀入電子束光刻原始版圖，將版圖需要曝光的部分等間隔均勻的劃分為正方形網格(亦可以表示為“像素”)，每個網格即是一個曝光點，原始版圖處賦值為1，其余空白的網格賦值0，轉化的原始版圖用P(x,y)(0≤xM,0≤yN,其中M，N分別是版圖的長度和寬度)表示。

步驟S2：判斷并存儲曝光版圖中每個圖素邊緣各點的位置；

根據S1中獲取的原始版圖矩陣P(x,y)，按照邊緣分成上(T)、右(R)、下(B)和左(L)四組數據列表，按照公式(1)、(2)、(3)和(4)四個條件，分別判斷與存儲，如圖2所示，即：

1)版圖中每個圖素位于上邊緣的判斷條件：

式中，P(x,y)為原始版圖矩陣。T為存儲上邊緣所有點和偏移量的列表，δ為上邊緣的某點的偏移量(即上邊緣該點向上移動，或者向下移動的量)。遍歷原始版圖矩陣P(x,y)中x、y坐標，將滿足公式(1)的坐標按x、y和δ三個變量為一組，按順序依次存入上邊緣列表T，且初始化δ＝0。

2)版圖中每個圖素位于右邊緣的判斷條件：