專利名稱：獲取基于bl模型的三維掩膜空氣中成像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種獲取基于邊界層(boundary layer,BL)模型的三維掩膜空氣中成像的方法，屬于光刻分辨率增強技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的大規(guī)模集成電路普遍采用光刻系統(tǒng)進行制造。光刻系統(tǒng)主要分為照明系統(tǒng)(光源)、掩膜、投射系統(tǒng)及晶片等四部分。光源發(fā)出的光線經(jīng)過聚光鏡聚焦后入射至掩膜，掩膜的開口部分透光；經(jīng)過掩膜后，光線經(jīng)由投射系統(tǒng)入射至晶片，這樣掩膜圖形就復(fù)制在晶片上。目前主流的光刻系統(tǒng)是193nm的ArF深度紫外光刻系統(tǒng)，隨著光刻技術(shù)節(jié)點進入45nm-22nm，電路的關(guān)鍵尺寸已經(jīng)遠遠小于光源的波長，因此光的干涉和衍射現(xiàn)象更加顯著，導(dǎo)致光刻成像產(chǎn)生扭曲和模糊，為此光刻系統(tǒng)必須采用分辨率增強技術(shù)以提高成像質(zhì)量。光刻系統(tǒng)中的掩膜主要包含二值掩膜和相移掩膜(phase-shifting mask,PSM)等。對于二值掩膜，從掩膜所有開口透過的光線電場強度具有相同的相位。對于PSM，其為一種重要的光刻分辨率增強技術(shù)，傳統(tǒng)意義上的PSM采用透光介質(zhì)和阻光介質(zhì)制成，透光部分對光線而言相當(dāng)于開口，通過目標(biāo)圖形預(yù)先改變掩膜透光部分即開口的蝕刻深度，調(diào)制掩膜出射面的電場強度的相位，以達到提高成像分辨率的目的。但是，對于45nm-22nm技術(shù)節(jié)點，掩膜的三維效應(yīng)對于掩膜優(yōu)化方法的影響較之以往更為顯著，并成為影響掩膜優(yōu)化過程的關(guān)鍵因素之一。掩膜的三維效應(yīng)是指當(dāng)掩膜關(guān)鍵尺寸進入亞波長范圍后，由掩膜三維結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的極化相關(guān)性、小孔透射誤差、邊緣衍射效應(yīng)以及電磁場耦合等效應(yīng)。特別的，為了調(diào)制通過掩膜光線的電場強度的相位，PSM采用與光源波長同一量級的蝕刻溝深，從而進一步加劇了掩膜的三維效應(yīng)。在本申請人同日提出的《一種基于邊界層模型的三維相移掩膜優(yōu)化方法》的專利申請中，公開了一種同時優(yōu)化相移掩膜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及光線通過掩膜開口后電場強度相位的方法，該優(yōu)化方法能有效地補償掩膜的三維效應(yīng)，計算復(fù)雜度低，優(yōu)化效率高。其基本思想是基于邊界層模型，設(shè)置三維相移掩膜中相鄰開口對應(yīng)的中央透射區(qū)域的相位，使其具有 180°的相位差；基于邊界層模型計算空氣中成像，并將優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)D構(gòu)造為目標(biāo)圖形與空氣中成像之差的歐拉距離的平方；利用優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)D的梯度信息引導(dǎo)PSM優(yōu)化方向。 在上述方法中計算空氣中成像是實現(xiàn)對三維掩膜優(yōu)化的一個關(guān)鍵步驟。現(xiàn)有技術(shù)(J. Opt. Soc. Am. A, 2009, 26 :1687-1695)公開了一種利用邊界層模型計算三維掩膜空氣中成像的方法。但該方法具有以下兩方面的不足。第一，該方法只針對二值掩膜。但是，在45nm-22nm光刻技術(shù)節(jié)點中，PSM較之二值掩膜具有更為顯著的三維效應(yīng)， 而上述方法卻無法適用于PSM的情況。第二，該方法只針對相干成像系統(tǒng)。但是，實際的光刻系統(tǒng)都是部分相干成像系統(tǒng)，而上述方法無法完成對部分相干成像系統(tǒng)的空氣中成像的計算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種獲取基于BL模型三維掩膜空氣中成像的方法，該方法可以實現(xiàn)對二值掩膜和PSM空氣中成像的計算，并且適用于部分相干成像系統(tǒng)。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種獲取基于BL模型三維掩膜空氣中成像的方法，具體步驟為步驟Al、基于BL模型計算三維掩膜TE極化波對應(yīng)的近場分布Fte和TM極化波對應(yīng)的近場分布F ;當(dāng)所述的掩膜為二值掩膜時，則掩膜圖形中開口對應(yīng)的總中央透射區(qū)域的透射率為1，阻光部分的透射率為0，邊界層透射率分別為St和\，邊界層寬度為w ；設(shè)像素尺寸為 P，則所述邊界層寬度w包含d = w/p個像素；TE極化波對應(yīng)的近場分布Fte為式(1)
權(quán)利要求
1. 一種獲取基于BL模型三維掩膜空氣中成像的方法，其特征在于，具體步驟為 步驟Al、基于BL模型計算三維掩膜TE極化波對應(yīng)的近場分布Fte和TM極化波對應(yīng)的近場分布F ；當(dāng)所述的掩膜為二值掩膜時，則掩膜圖形中開口對應(yīng)的總中央透射區(qū)域的透射率為1， 阻光部分的透射率為0，邊界層透射率分別為St和sn，邊界層寬度為w ；設(shè)像素尺寸為p，則所述邊界層寬度w包含d = w/p個像素；
2. 一種獲取基于BL模型三維掩膜空氣中成像的方法，其特征在于，具體步驟為步驟Bi、基于BL模型計算三維掩膜TE極化波對應(yīng)的近場分布Fte和TM極化波對應(yīng)的近場分布F ；當(dāng)所述的掩膜為二值掩膜時，則掩膜圖形中開口對應(yīng)的總中央透射區(qū)域的透射率為1， 阻光部分的透射率為0，邊界層透射率分別為St和sn，邊界層寬度為w ；設(shè)像素尺寸為p，則所述邊界層寬度w包含d = w/p個像素；TE極化波對應(yīng)的近場分布Fte為式(5)
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述獲取基于BL模型三維掩膜空氣中成像的方法，其特征在于，所述P值的設(shè)計原則為當(dāng)所述掩膜為二值掩膜時，設(shè)P = W ；當(dāng)所述掩膜為PSM時，取 W1的近似值，或取W2的近似值2，使得W1與2之間具有公約數(shù)，或W2與工之間具有公約數(shù)，或一工與一 2之間具有公約數(shù)；設(shè)公約數(shù)為& ,則取P=A A使得邊界層寬度W1和W2分別包含盡量少的整數(shù)個像素。
全文摘要
本發(fā)明提供一種獲取基于BL模型的三維掩膜空氣中成像的方法，屬于光刻分辨率增強技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)所述的掩膜為二值掩膜時，通過計算掩膜圖形對應(yīng)的總中央透射區(qū)域?qū)?yīng)的透射率以及邊界層的透射率，獲取掩膜圖形中各像素點對應(yīng)的FTE和FTM進而計算出空氣中成像；當(dāng)所述的掩膜為PSM時，通過計算不同開口對應(yīng)中央透射區(qū)域的透射率以及其對應(yīng)的邊界層的透射率，獲取掩膜圖形中各像素點對應(yīng)的FTE和FTM進而計算出空氣中成像；因此本發(fā)明對二值掩膜和PSM同樣適用。同時本發(fā)明利用霍普金斯模型，對部分相干光源所包含的各相干點光源的空氣中成像進行疊加，因此本發(fā)明適用于采用部分相干光源作為照明系統(tǒng)的光刻機。
文檔編號G03F7/20GK102183879SQ20111011712
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者李艷秋, 貢薩洛·阿爾塞, 馬旭 申請人:北京理工大學(xué)