[发明专利]基于极坐标采样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，特别是涉及一种基于极坐标采样的交叉传递函数快速分解方法。

【背景技术】

半导体器件生产过程中，传统的自顶向下的图形转移技术的光刻工艺，具有生产效率高、相对成本低等优点，为目前工业生产的主要手段。光刻工艺仿真技术主要包括光刻系统成像模型以及逆向优化过程，其中逆向优化是一个反复迭代的过程，每次迭代都需要调用光刻成像模型，在特定光刻条件下正确估计硅片上的图像。光学成像模型是光刻工艺的关键，目前光刻成像的基本原理主要包括Hopkins成像原理与Abbe成像原理，基于此两种成像原理的成像快速算法得到长期的发展，光刻成像模型的本质是一系列傅立叶光学运算过程。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。

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。

光刻成像的最终目的是为了获得成像平面的光强分布，大多数做法是通过傅里叶变换，将频域上的交叉传递函数TCC在空间域上描述tcc＝F^-1[TCC]，并对其做特征值分析。目前，快速傅里叶变换(FFT，Fast Fourier Transform)，计算复杂度为O[n log(n)]，常被用于傅里叶变换。另一方面，FFT存在频域离散采样与空间域离散采样耦合关系，且离散采样只能是正交采样。

因此，有必要提供一种新的基于极坐标采样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提供一种基于极坐标采样的交叉传递函数快速分解方法，能够快速解析获得TCC核函数，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：一种基于极坐标采样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)及光瞳函数P(f,g)；

步骤S102：在有效区域内，采用极坐标采样方法，获得空间域上若干采样点的坐标(r_i,θ_j)；

步骤S103：通过非均匀傅里叶逆变换计算所有所述采样点对应的光源互强度函数及光瞳函数

步骤S104：计算所述采样点对应空间域的交叉传递函数值

并建立采样矩阵

步骤S105：在空间域上建立一组正交基函数计算所述正交基函数在相应极坐标采样位置上的函数值并建立矩阵Q＝[q₁,q₂,…q_k]，其中k为选择的正交基函数的个数，列向量q_l的每一个元素q_lk对应一个采样点的函数值CB_n,s(r_k,θ_k)；

步骤S106：对所述矩阵Q进行QR矩阵分解