基于像素表征的光刻掩模優(yōu)化方法研究.pdf

1、掩模優(yōu)化技術(shù)是一種推進(jìn)光刻分辨率極限，擴(kuò)展現(xiàn)有光刻機(jī)服役壽命的重要分辨率增強(qiáng)技術(shù)?；谙袼乇碚鞯难谀?yōu)化方法在實(shí)際應(yīng)用中面臨眾多的技術(shù)難題，其中包括：
　?。?）掩?？芍圃煨噪y題，優(yōu)化合成的掩模復(fù)雜度非常高，會(huì)極大的增加掩模的制造成本；
　?。?）魯棒性難題，掩模的光刻膠圖形對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)離焦和曝光劑量偏差的波動(dòng)非常敏感，常規(guī)方法合成的掩模生產(chǎn)工藝窗口窄；
　?。?）計(jì)算效率難題，一個(gè)先進(jìn)的處理器芯片通常包含數(shù)十億個(gè)晶

2、體管，掩模圖形非常密集復(fù)雜，優(yōu)化的計(jì)算過程十分耗時(shí)。
　　鑒于此，本學(xué)位論文從掩?？芍圃煨?、魯棒性、和掩模優(yōu)化計(jì)算效率三個(gè)方面開展研究，具體內(nèi)容包括：
　　提出了基于邊緣距離誤差的掩模成像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，邊緣距離誤差具有“長度”的量綱，同時(shí)相對(duì)掩模具有解析的形式，通過它可以直觀、高效的指導(dǎo)掩模優(yōu)化。
　　提出了基于濾波的掩模優(yōu)化方法，該方法將掩模圖形中的灰度、孤島、小孔、鋸齒、伸出項(xiàng)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)當(dāng)成掩模圖形噪聲，然后根據(jù)掩

3、模的可制造規(guī)則設(shè)計(jì)一個(gè)掩模濾波器，直接將濾波器集成到目標(biāo)函數(shù)中的掩模上，從而來移除或阻止這些噪聲在優(yōu)化過程中產(chǎn)生。這種方法可以有效濾除掩模中細(xì)小、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且保證了每次迭代合成的掩模都具有可制造性。
　　分析了生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)及其統(tǒng)計(jì)分布對(duì)掩模優(yōu)化結(jié)果的影響。首先，推導(dǎo)了包含離焦和曝光劑量偏差參數(shù)的光刻系統(tǒng)正向模型表達(dá)式，接著建立了基于統(tǒng)計(jì)的魯棒掩模優(yōu)化模型，并將基于濾波的掩?？芍圃煨栽鰪?qiáng)方法推廣到魯棒的掩模優(yōu)化模型中。通過

4、仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了魯棒優(yōu)化方法合成的掩模對(duì)工藝參數(shù)變化具有魯棒性，分析了離焦和曝光劑量偏差的統(tǒng)計(jì)分布對(duì)合成掩模圖形的影響。
　　開發(fā)了一整套的掩模優(yōu)化數(shù)值求解算法。推導(dǎo)了掩模優(yōu)化方向與迭代步長的計(jì)算公式，引入了PRP共軛梯度法和近似最優(yōu)步長計(jì)算方法，提出了基于瀑布式多重網(wǎng)格算法的掩模優(yōu)化流程。計(jì)算結(jié)果表明，相比常規(guī)計(jì)算方法，所提出的方法顯著提高了計(jì)算速度，而且能夠達(dá)到更小的目標(biāo)函數(shù)值。
　　本學(xué)位論文采用基準(zhǔn)邏輯門電路結(jié)構(gòu)圖形

5、對(duì)所提出的方法進(jìn)行了仿真測(cè)試，并對(duì)比了目前主流的優(yōu)化算法，包括罰函數(shù)方法和單一網(wǎng)格算法。結(jié)果表明，本學(xué)位論文所提出的方法能夠優(yōu)化合成一個(gè)復(fù)雜度低、成像質(zhì)量好、工藝窗口寬的掩模圖形，計(jì)算速度相比常規(guī)計(jì)算方法得到了顯著提升。
　　本學(xué)位論文系統(tǒng)的開發(fā)了一套基于像素表征的光刻掩模優(yōu)化理論模型及方法，為實(shí)際應(yīng)用中所面臨的技術(shù)難題提供了有效的解決方案，論文所開展的研究工作豐富了現(xiàn)有的光刻掩模優(yōu)化理論，為進(jìn)一步推進(jìn)光刻分辨率極限提供了一種高效