双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法技术

本发明专利技术提供一种双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法，步骤一、设定电磁场展开时的空间谐波数n，n为奇数；步骤二、根据布洛开条件，分别求解第i个衍射级次的波矢量沿着切向和法向的分量；步骤三、针对双吸收层交替相移L/S掩模的每一光栅层，对其介电常数和介电常数倒数进行傅里叶Fourier展开；步骤四、利用步骤二中和步骤三中所计算的参数，求解每层光栅的特征矩阵，根据电磁场切向连续边界条件，利用增强透射矩阵法求解出射衍射场。采用本发明专利技术能快速计算出双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法，属于光刻分辨率增强

技术介绍
半导体产业的飞速发展，主要得益于微电子技术的微细加工技术的进步，而光刻技术是芯片制备中最关键的制造技术之一。由于光学光刻技术的不断创新，它一再突破人们预期的光学曝光极限，使之成为当前曝光的主流技木。光刻系统主要分为照明系统(光源)、掩模、投影系统及晶片四部分。光入射到掩模上发生衍射，衍射光进入投影系统后在晶圆上干渉成像，再经过显影和蚀刻处理后，就将图形转移到晶圆上。为了更好地理解光刻中发生的ー些现象，对实际操作进行理论指导。需要模拟仿真光在整个系统中的传播。目前光刻仿真已经成为发展、优化光刻エ艺的重要工具。这里我们重点研究掩模线条/空间(Line/Space，L/S)结构衍射的影响。模拟仿真掩模衍射主要有两种方法基尔霍夫方法(Kirchhoff approach)及严格的电磁场方法(Rigorous electromagneric field)。Kirchhoff方法将掩模当成无限薄的，透过电场的幅值、相位直接由掩模布局(mask layout)决定。在ニ元掩模(binarymasks, BIM)中，透光区域的光强为1，相位为0，不透光区域光强为O。在交替相移掩模(alternating phase shift masks, Alt. PSM)中，透光区域的刻蚀区透过强度为I,相位为 ，透光区域的非刻蚀区透过强度为1，相位为0，不透光区域的透过强度都为O。Kirchhoff方法的主要特点是掩模不同区域的強度、相位变化很陡直。当掩模特征尺寸远大于波长，且厚度远小于波长时候，光的偏振特性不明显，此时Kirchhoff近似是十分精确的。随着光刻技术发展到45nm时,掩模的特征尺寸接近光源波长(ArF)，且掩模厚度也达到波长量级，光波的偏振效应十分明显。再加上采用大数值孔径(Numerical Aperture,NA)的浸没式光刻,掩模导致的偏振效应十分显著,进而影响成像质量。这时必须采用严格的电磁场模型来模拟掩模的衍射。严格的电磁场模型完全考虑了掩模的3D(Three Dimensional)效应及材料的影响。采用的数值方法主要包括时域有限差分法(finite-difference time domainmethod, FDTD)、严格稱合波法(rigorous coupled wave analysis, RCWA)、波导法(thewaveguide method,WG)及有限兀法(finite element methods,FEM)。FDTD 中，将麦克斯,(Maxwell)方程在空间、时间上进行离散化，这些离散化的方程对时间进行积分就得到了掩模衍射场，解的精度取决于离散化时步长的大小。RCWA及WG是将掩模电磁场、介电常数进行Fourier级数展开得到特征值方程，再通过求解特征值方程得到问题的解，解的精度取决于Fourier展开时的阶数。FEM比较复杂，理解起来也很困难，并不十分流行。通过这些严格的电磁场模型，要么得到掩模近场的幅值、相位，要么直接得到远场衍射光的幅值、相位。严格电磁场模型表明，掩模透过区域、不透过区域透过电场幅值、相位变化不再那么陡直。现有技术(J. Opt. Soc. Am. A, 1995，12 =1077-1086)公开了ー种利用多层近似的方法模拟TM偏振入射任意面形介质光栅的衍射特性。但该方法具有以下两方面的不足。第一，该方法只分析周期相同的多层光柵。第二，该方法分析的是电介质光栅衍射特性，且收敛性较差，所需时间内存都较大。现有技术(J. Opt. Soc. Am. A, 1996,13 :779-784)公开了ー种改善收敛性的方法，但其只分析单层光栅的衍射。而在交替相移掩模中，玻璃基底中刻蚀区域的周期是掩模吸收层周期的二倍，两者周期不同，且掩模有两个吸收层。因此采用上述方法不能计算双吸收层交替相移L/S掩模的锥形衍射。
技术实现思路
本专利技术提供ー种双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法，该方法能快速计算出具有不同周期的多层掩模光栅的衍射场。实现本专利技术的技术方案如下步骤一、设定电磁场展开时的空间谐波数n，n为奇数；步骤ニ、根据布洛开条件，分别求解第i个衍射级次的波矢量沿着切向和法向的分量，其中i取遍[-m, m]中的整数,2m+l = n,即i所取值的个数为n, m为正整数；波矢量沿着切向即X、y方向的分量为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. ー种双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法，其特征在于，具体步骤如下 步骤一、设定电磁场展开时的空间谐波数n，n为奇数； 步骤ニ、根据布洛开条件，分别求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳秋，杨亮，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：