[发明专利]基于QIGA的宽带EUV多层膜的离散化膜系设计方法

说明书

本发明公开了一种基于QIGA的宽带EUV多层膜的离散化膜系设计方法，包括：1)输入所述设计方法的初始参数值；2)对多层膜膜层沉积时间进行量子编码，生成初始量子种群Q(t)；3)根据Q(t)中个体的量子概率幅构造量子叠加态的观察态R(t)；4)判断是否满足终止条件，满足则停止输出最优解，否则继续；5)计算R(t)中表征离散化膜系沉积时间的个体适应度，保存对应最优膜系的沉积时间的个体；6)更新量子旋转门，通过其更新Q(t)；7)观测Q(t)，生成R(t)，评估R(t)，保留最优个体；8)通过量子非门更新Q(t)；9)采用精英保留策略，转向步骤4)。本发明可以解决现有极紫外多层膜设计方法所存在的求解效率低及在镀膜中对厚度控制精度要求高等缺点。

技术领域

本发明具体涉及一种基于量子衍生遗传算法(QIGA)的宽带极紫外(EUV)多层膜的离散化膜系设计方法，属于EUV多层膜研发领域。

背景技术

光刻技术是现今半导体工业生产中的主要工艺，而基于极紫外(EUV)多层膜设计的反射镜是最具潜力的光刻技术——EUV光刻技术的核心反射元件。由于EUV多层膜可实现EUV波段的高反射率，它也被广泛应用于EUV天文学、EUV光谱学、同步辐射等诸多领域当中。因此EUV多层膜的研发备受国内外相关人士的关注。目前，极紫外Mo/Si多层膜可实现近70％左右的反射率。但这种采用等周期膜系结构的多层膜由于干涉特性导致其反射光谱带宽和入射角带宽很窄，这限制了EUV多层膜在很多场合的应用，而采用非周期性EUV多层膜可增大多层膜的反射带宽。近十年来，在国内外各大科研机构的不懈努力下，宽带EUV多层膜的研发方面已经取得了丰硕的成果，例如2010年，荷兰的Yakshin等人制备出入射波长为13.5nm，入射角为0°-16°，反射率为50％左右的宽角度Mo/Si多层膜，可满足EUV光刻照明系统对较宽入射角带宽的需求。

在宽带EUV多层膜设计中，由于所需优化的参数较多，求解难度较大，因此选择求解性能较高的搜索算法显得十分重要。目前，在EUV多层膜设计过程中采用的优化搜索算法有模拟退火算法、单纯形法、非线性最小二乘法、进化算法(EA)和遗传算法(GA)等。模拟退火算法实现过程简单方便，但在进化过程中会丢失先验知识，收敛速度较慢。单纯形法易陷入“早熟”现象，且优化结果依赖于初始值。非线性最小二乘法求解效率高，但对初始值较为敏感，且不易求得全局极值。而在膜系设计中普遍采用的EA和GA具有较强的全局搜索能力，但它仍存在着收敛速度慢和求解精度低的缺点。

而在EUV多层膜的制备过程中，采用的方法有蒸发、溅射、激光等离子体沉积和分子束外延等技术。在这些技术中，最普遍使用的是蒸发和溅射技术。蒸发镀膜的优点是设备简单，但缺点是其所镀多层膜结构密度会变差。溅射方法镀制出的膜层比较致密，且溅射镀膜的沉积速率也非常稳定，在镀制给定厚度多层膜的过程中只需要控制沉积时间，更适合于EUV多层膜的制备。但在一般的溅射技术中，例如磁控溅射技术的沉积速率较高，单纯通过时间控制很难实现膜厚的高精度沉积，而一般可精确镀制的膜厚是以沉积速率为公差的一系列离散化膜厚。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于量子衍生遗传算法(QIGA)的宽带极紫外(EUV)多层膜的离散化膜系设计方法，其具有收敛速度快和求解精度高等优势，并可以提高膜厚控制精度，确保镀制的多层膜具有优良的光谱性能，从而克服了现有技术的缺陷。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供的了一种基于量子衍生遗传算法(QIGA)的宽带极紫外(EUV)多层膜的离散化膜系设计方法包括以下步骤：

(1)输入所述离散化设计方法的初始参数值，所述的初始参数值包括量子种群规模N、量子染色体个数n、每条量子染色体的基因位数m、初始进化代数t＝1，进化的最大次数和膜层沉积时间搜索范围；

(2)对膜层沉积时间进行量子编码，生成初始量子种群Q(t)；