[发明专利]基于样本库和数据拟合的快速三维掩模衍射近场计算方法

说明书

本发明一种基于样本库和数据拟合的快速三维掩模衍射近场计算方法的具体过程为：建立三维掩模衍射矩阵样本库，并计算对应于凸角、凹角和边缘区域的衍射近场数据修正因子；对于一个需要计算其衍射近场的三维掩模，确定掩模上的观测点，并为每个观测点分配一个子区域；以每个观测点为中心，在其周围掩模区域内取一个正方形区域；根据此正方形区域和样本库，采用核回归技术和数据拟合方法，分别计算每个观测点对应的衍射矩阵回归结果；最后，将所有观测点的衍射矩阵回归结果填充到对应的子区域中，从而拼接成对应整个三维掩模的衍射矩阵计算结果。该方法能够考虑三维掩模图形中的拐角结构对其衍射近场的影响，提高三维掩模衍射近场的计算精度。

技术领域

本发明涉及一种基于样本库和数据拟合的快速三维掩模衍射近场计算方法，属于光刻系统成像仿真和分辨率增强技术领域。

背景技术

光刻系统空间成像仿真方法是光刻仿真的重要组成部分，是预言光刻成像质量，各种工艺变化因素和系统误差对光刻像质影响规律的重要手段，也是光刻系统分辨率增强技术的基础。随着光刻技术节点的不断下移，掩模的三维效应对光刻系统成像性能的影响愈发显著，因此在光刻系统空间成像仿真中必须考虑掩模的三维效应。当集成电路的关键尺寸较大时，可以采用基尔霍夫近似将掩模的厚度近似为无穷小，并将掩模的衍射近场近似为与掩模透过率一致。而当关键尺寸进入亚波长和深亚波长范围内，基尔霍夫近似已经无法满足掩模衍射近场的计算精度要求，因此需要采用更为严格的方法提高掩模衍射近场的计算精度。时域有限差分(finite-difference time-domain，简称FDTD)法、波导(waveguide，简称WG)法、严格耦合波分析(rigorous coupled wave analysis，简称RCWA)法和有限元(finite element method，简称FEM)法都是可以用于精确计算三维掩模衍射近场的严格电磁场仿真方法。但是上述方法会占用较大的计算资源，运算效率较低，尤其是在计算大尺寸掩模的衍射近场时，这种缺陷较为明显。因此，业界通常采用近似的掩模衍射近场计算方法，在计算精度和运算效率之间寻求平衡。

相关文献(K.Adam and A.R.Neureuther，J.Microlith.，Microfab.，Microsyst.，1(3)，253-269(2002))提出了一种采用区域分割法(domain decompositionmethod，简称DDM)的三维掩模衍射近场的计算方法。DDM将一个三维掩模图形分解为若干孤立的边缘，在预先计算生成的样本库中查找与每个边缘最为匹配的衍射近场数据进行拼接，从而快速获得整个三维掩模图形对应的衍射近场。然而上述方法没有考虑三维掩模图形的拐角结构对其衍射近场的影响，同时采用简单的拼接方法所获得的衍射近场精度有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于样本库和数据拟合的快速三维掩模衍射近场计算方法。该方法中，三维掩模的衍射近场数据包括4个衍射矩阵，分别为XX、 XY、YX和YY衍射矩阵。其中，XX(或YY)衍射矩阵表示单位强度的X(或 Y)偏振入射电场经过三维掩模后所产生的X(或Y)偏振的近场衍射电场分布， XY(或YX)衍射矩阵表示单位强度的X(或Y)偏振入射电场经过三维掩模后所产生的Y(或X)偏振的近场衍射电场分布。该方法能够考虑三维掩模图形中的拐角结构对其衍射近场的影响，同时能够通过数据拟合的方法进一步提高三维掩模衍射矩阵的计算精度。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于样本库和数据拟合的快速三维掩模衍射近场计算方法，具体步骤为：

步骤101、针对三维掩模的XX、XY、YX和YY衍射矩阵，分别建立样本库；

步骤102、分别针对三维掩模的XX、XY、YX和YY衍射矩阵，计算对应于凸角、凹角和边缘区域的衍射近场数据的修正因子；