[发明专利]一种基于指示函数的交叉传递函数快速分解方法

说明书

【技术领域】

本发明属于半导体器件工艺仿真中的光刻分辨率增强技术领域，特别是涉及一种Hopkins成像原理中建立的基于指示函数的交叉传递函数快速分解方法。

【背景技术】

光刻工艺是半导体器件生产过程中图形转移技术的主要手段，具有生产效率高、相对成本低等优点。光刻工艺基于衍射光学，在成像平面获得特定图案的光强分布，即光学成像。随着半导体技术的发展，半导体器件的尺寸越来越小，当特征尺寸接近甚至小于光刻工艺中所使用的光波波长时，光学衍射将导致硅片上所成的曝光图形与所采用的掩模板图形相比有一定畸变，随着特征尺寸进一步减小，这种图形的差异将加剧。这种现象导致光刻图形的转移失真，最终影响产品的成品率。为抑制光学衍射对半导体器件生产的负面影响，像平面光强分布的快速计算被用于光刻技术的工艺仿真。为了适应设计的多样性、复杂性，基于模型的光学成像越来越多被采用。

随着集成电路的规模越来越大，单个半导体芯片上集成的器件越来越多，相应的光刻过程需要的掩膜板曝光图形越来越复杂，这就要求光刻成像模型的计算必须是快速高效的，从而使得整个光学邻近校正过程循环时间减少，提高生产效率，降低生产成本。

光刻系统可以简化为一个成像系统，包括照明光源、掩模板、投影物镜、以及硅片成像面的光刻胶四个基本要素。现有技术中有文献(A.K.-K.Wong，Resolution enhancement techniques in optical lithography，vol.47.SPIE press，2001.)公开了一种光刻分辨率增强技术，其利用Hopkins成像原理建立了四维交叉传递函数(简称TCC，Transmission Cross Coefficient)来表征成像系统的光学参数(光源、数值孔径、相差、失焦等)，对于相同光学参数的成像系统，TCC仅需计算一次，且可以被重复利用。另外现有技术中有文献(N.B.Cobb，Fast Optical and Process Proximity Correction Algorithms for Integrated Circuit Manufacturing，Ph.D.dissertation，University of California，Berkeley，1998.)提出了一种集成电路制造的快速光学和工艺邻近校正算法，利用特征值分析方法，提取TCC的特征值及特征向量，通过保留对成像影响较大的特征值及特征向量，则可大大减少计算光强分布所需的傅立叶变换的次数从而实现快速计算。但根据Hopkins光学成像理论，建立四维交叉传递函数TCC，其交叉传递函数TCC的计算涉及四重积分运算，十分耗时。若相应光学参数发生变化，则不得不重新计算TCC，其按照正常的计算方法计算TCC将严重影响光强分布计算的效率，从而影响光刻工艺的设计效率。

因此，有必要提供一种新的基于指示函数的交叉传递函数快速分解方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于基于Hopkins成像原理提供一种基于指示函数的交叉传递函数快速分解方法，能够快速精确获得核函数的方法，使得光强分布计算快速而高效，从而满足实际的光刻工艺设计需求。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种基于指示函数的交叉传递函数快速分解方法，其包括以下步骤，

步骤S101：获取成像系统的光源函数J(f,g)；

步骤S102：将描述光源的区域Ω进行划分得到一组正交子区域Ω_ij，并用正交子区域上的指示函数I_ij(f,g)描述所述光源函数J(f,g)；

步骤S103：计算所述指示函数I_ij(f,g)的傅里叶逆变换，获得空间上域的基函数L_ij(x,y)，并将空间域上的光源互强度函数投影到一组基函数上，获得对光源互强度函数的分解；

步骤S104：建立空间域上的交叉传递函数的核函数

步骤S105：计算核函数与掩膜板图形的卷积，获得像平面上的曝光图案

进一步的，所述步骤S102中描述光源的区域为Ω＝{(f,g):|f|≤1,|g|≤1}。

进一步的，所述步骤S102中对描述光源的区域Ω进行划分的方法为将f,g按照等间距划分得到正交子区域为

进一步的，所述步骤S102中选择的正交子区域Ω_ij上的指示函数I_ij(f,g)满足