[发明专利]一种旋转刻蚀角度来刻蚀光栅槽型的方法

摘要

本发明公开了一种旋转刻蚀角度来刻蚀光栅槽型的方法，其包括：加载设计光栅槽型参数，包括槽型宽度，槽型深度和槽型形状；初始化离子束刻蚀机参数，包括刻蚀速率，刻蚀比等；初始化光栅参数，包括光栅线密度、光栅初始胶厚、光栅占空比等；分割预设槽型，确定刻蚀角度个数；确定刻蚀角；确定刻蚀时间；优化刻蚀参数，判断刻蚀结果的归一化均方根偏差是否达到预设要求；未达到预设要求则增大刻蚀角度个数直到刻蚀结果的归一化均方根偏差满足实际需求；达到预设要求则按照计算参数进行加工。采用本发明公开的方法，可以较快获得设计槽型的最优化加工参数。

主权项

一种旋转刻蚀角度来刻蚀光栅槽型的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1、将设计槽型数据化，即给出槽宽W、槽深H和槽型S；步骤2、初始化光栅的初始参数，光栅的初始化参数包括光栅的线密度n、光栅初始胶厚h_p、光栅占空比η，要满足设计槽宽W和光栅线密度n、占宽比η的关系：W＝η/n，步骤3、分割设计槽型：将设计槽型等分成N个等高的台阶部分，每个部分被刻蚀深度相同均为g_t，N即刻蚀角个数，考虑到实际刻蚀过程的刻蚀比k_r，即槽底被刻蚀部分g_t与光刻胶顶部被刻蚀部分g_p的比值的倒数；步骤4、确定刻蚀角，步骤3中平均分割线与设计槽型有交点，连接这些交点与光刻胶顶端边缘依次形成1、2、3、…、i、…、N等N条边缘的离子束，表示刻蚀的次数是从1到N，第i次有效刻蚀区域d_i的表示式如下：d_i＝d_m‑h_i·tanθ_i，其中，h_i表达式如下：h_i＝h_p‑i(g_t‑g_p)，从上述d_i的表示式和h_i表达式中求解出第i次的刻蚀角θ_i如下：${\mathrm{\θ}}_i=arctan\left(\frac{d_m-d_i}{h_p-i(g_t-g_p)}\right),$由步骤1、2和3可以确定上述表达式θ_i右边参数，即可以求出第i次的刻蚀角θ_i；步骤5、刻蚀时间的确定：考虑到离子束刻蚀机在整个刻蚀过程中状态稳定，第i次刻蚀的时间t_i由下式决定：t_i＝g_t/(E_r0·cosθ_i)，其中，E_r0是与离子束刻蚀机初始条件相关的常数；刻蚀总时间t_total由下式确定：$t_{total}=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{t}_i=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\[g_t/E_{ri}\]=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\[g_t/(E_{r0}\·{\mathrm{cos\θ}}_i)\],$其中，E_ri由下式决定：E_ri＝E_r0·cosθ_i，步骤6、优化刻蚀参数：刻蚀的最终结果依赖刻蚀角个数N，根据当前设定的刻蚀角个数N计算刻蚀结果，同时计算刻蚀结果与预设计槽型的归一化均方根偏差P_n‑rmsd，根据需求设定归一化均方根偏差P_n‑rmsd的阈值；步骤7、按照计算出的刻蚀参数进行刻蚀加工；综合上述步骤，可以得到在一定刻蚀角个数N下，每一个刻蚀角度θ_i对应的刻蚀时间t_i。