[发明专利]极紫外光刻掩模多层膜振幅型缺陷衍射谱的快速仿真方法

权利要求书

1.一种极紫外光刻掩模多层膜振幅型缺陷衍射谱的快速仿真方法，所述的极紫外光刻掩模的构成沿入射光方向依次包括缺陷颗粒(1)、多层膜(2)和基底(3)，其特征在于:所述的缺陷颗粒(1)利用米散射法建模，所述的多层膜(2)利用单平面近似法建模，该方法包括如下步骤：

①建立掩模多层膜(2)结构的单平面近似模型：

极紫外光刻掩模多层膜(2)由40对Mo/Si双层膜组成，当反射角在15°范围内时，多层膜(2)的反射系数近似为常数，多层膜(2)近似为平面反射，其反射系数为：b为等效平面(4)对入射光的的反射系数，i为虚数单位，λ为波长，d为多层膜(2)上表面到等效平面(4)之间的距离，β为反射光角度；

②求解缺陷颗粒(1)对入射光的散射：

根据米散射理论，平面电磁波入射于均匀球形粒子时，散射光的电场为Er=S1(θ)·exp(-ikr+ikz)ikr·Ero,El=S2(θ)·exp(-ikr+ikz)ikr·El0,]]>其中E_r和E_l分别为垂直于和平行于散射平面方向的散射光电场的振幅，E_ro和E_l0分别为对应的入射光电场的振幅，θ为散射方向和入射方向之间的夹角，为波数，r是从粒子中心到散射光波面上一点的距离，z为从粒子中心到入射光波面上一点的距离，S₁(θ)、S₂(θ)是由贝塞尔函数和勒让德函数组成的无穷级数，其表达式为：

S1(θ)=Σn=1∞2n+1n(n+1)(anπn+bnτn)S2(θ)=Σn=1∞2n+1n(n+1)(anτn+bnπn),]]>

其中a_n、b_n称为Mie系数，是粒子相对于周围介质折射率m和半径a的函数，π_n、τ_n与散射角θ有关，分别表示为：

an=ψn(α)ψn′(mα)-mψn′(α)ψn′(mα)ζn(α)ψn′(mα)-mζn′(α)ψn(mα)bn=mψn(α)ψn′(mα)-ψn′(α)ψ(mα)mζn(α)ψn′(mα)-ζn′(α)ψn(mα)πn=Pn(1)(cosθ)sinθ=dPn(cosθ)dcosθτn=dPn(1)(cosθ)dθ,]]>

其中α＝2πa/λ,ψ_n(x)和ζ_n(x)为半整数阶贝塞尔函数和第二类汉克尔函数，有

ψn(x)=(πx2)1/2Jn+1/2(x)ζn(x)=(πx2)1/2Hn+1/2(x),]]>

P_n(cosθ)和是关于cosθ的勒让德函数和一阶缔合勒让德函数；

③求解缺陷颗粒(1)与等效平面(4)对不同级次反射光的反射系数，求得极紫外光刻掩模多层膜振幅型缺陷的衍射谱：

斜入射时各级衍射光的衍射方向为n为衍射级次，P为掩模周期，θ_{inc_angle}为入射光角度，θ_n为第n级衍射光的角度；假设入射到等效平面(4)上的光不会反射到缺陷颗粒(1)上；入射到缺陷颗粒(1)上的光，部分散射光(8)直接传播到出射面，另一部分散射光(9)经过等效平面(4)的一次反射传播到出射面，且散射光为球面波，对角度为θ_n的第n级衍射光的反射系数为：

r~(n)=Sj(π-θn-θinc_angle)·exp(-ika/cosθn+ika/cosθinc_angle)ika/cosθn+Sj(θn-θinc_angle)·exp[-ik(3a+2d)/cosθn+ika/cosθinc_angle]ik(3a+2d)/cosθn·0.855,]]>

其中，j＝1或2，分别表示TM光或TE光入射；入射到等效平面(4)上的光(5)的反射系数为r(n)=0.855exp[-i2πλ·2(d+2a)cosθn];]]>由傅里叶变换得到极紫外光刻掩模多层膜振幅型缺陷的衍射谱F(n)为：

F(n)=b0r(n)[sinc(n)-2aPsinc(n2aP)]+b0r~(n)2aPsinc(n2aP),]]>其中b₀为入射光复振幅，2a为缺陷颗粒直径，P为掩模周期。