[发明专利]在光学光刻中模拟近场图像

说明书

一种用于确定用于光学光刻的近场图像的方法和设备，所述方法包括：接收指示光掩模特征的薄掩模图像，其中，在不考虑与光掩模特征相关联的掩模形貌影响的情况下确定薄掩模图像，以及由处理器使用人工神经网络(ANN)由薄掩模图像确定近场图像，其中，ANN使用薄掩模图像作为输入。该设备包括处理器和联接到该处理器的存储器。所述存储器被配置为存储由处理器执行以执行所述方法的指令。

技术领域

本公开涉及半导体制造，尤其涉及确定在光学光刻模拟中的近场图像。

背景技术

光刻也称为“光学光刻”或“紫外线(UV，包括深紫外线，即DUV，和极紫外线，即EUV)光刻”，是用于微制造以将薄膜的的一部分图案化至衬底上的工艺。它使用光将想要的几何图案从“光掩模”(或简称为“掩模”)转移到晶片衬底上的光敏化学“光致抗蚀剂”(或简称为“抗蚀剂”)的曝光图案中。然后一系列的化学处理可以将曝光图案雕刻到光致抗蚀剂下面的材料中，或者能够使得曝光图案中的新材料沉积到光致抗蚀剂下面的材料上。光刻法可以产生小的特征(尺寸小至几十纳米)，并且是制造小至10纳米以下技术节点的超大规模集成(VLSI)器件中的成本有效且可靠的图案化技术。在集成电路(IC)制造中，现代互补金属氧化物半导体(CMOS)晶片在形成功能IC之前将经历多次(例如，50次)光刻循环。

在光刻工艺期间，光照射到掩模图案上，该掩模图案在涂覆在硅晶片上的抗蚀剂上形成压印。硅晶片上的电路的正常功能取决于转印该图案的保真度。理想地，在晶片上图案化的输出电路与掩模图案相同。然而，成像系统是频带受限的，并且可能带来由透镜投影系统的衍射效应引起的失真，特别是当以较高分辨率工作时。例如，当光的波长为193纳米时，在诸如45纳米、32纳米或更小的技术节点的情况下，在光刻系统中必然发生衍射。因此，需要工艺来解决由次波长光刻所引起的问题，例如光学邻近校正(OPC)或其它分辨率增强技术(RET)。

此外，随着对更小和更均匀的光掩模特征的需求迅速增加，图案的复杂性也随着对OPC和RET的需要而增加。这些复杂的掩模特征在图案布置和尺寸控制上要求更高的准确性。

结合OPC和RET技术的光刻模拟可以用于增加掩模图案的图案复杂性。在次波长光刻的模拟中，可以使用考虑了由于掩模拓扑或形貌而产生的近场效应的掩模图像(“近场图像”)。

发明内容

本文公开了用于确定用于光学光刻的近场图像的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的实现。

在一方面，提供了一种确定用于光学光刻的近场图像的方法。该方法包括：接收指示光掩模特征的薄掩模图像，其中，在不考虑与光掩模特征相关联的近场效应的情况下确定薄掩模图像；以及通过处理器使用人工神经网络(ANN)由薄掩模图像确定近场图像，其中，ANN使用薄掩模图像作为输入。

可选地，光掩模特征包括掩模图案、掩模图案的边缘、掩模图案的角和掩模图案的面积中的至少一个。

可选地，使用ANN确定近场图像包括通过将薄掩模图像加到所述ANN的输出来确定近场图像，其中，所述输出指示薄掩模图像与近场图像之间的差异，并且所述ANN使用由薄掩模图像确定的矢量图像作为输入。

可选地，所述ANN包括多层感知器(MLP)模型和卷积神经网络(CNN)模型中的至少一个，所述ANN的输入数据包括薄掩模图像中的多个采样点中的一个采样点的图像数据，并且图像数据包括薄掩模图像在所述采样点处的图像强度和由薄掩模图像确定的矢量图像的值中的至少一个。

可选地，根据包括同心圆区域采样(CCAS)、同心方形采样(CSS)和均匀采样中的一个的采样方案对薄掩模图像中的多个采样点进行采样。

可选地，与ANN相关联的参数包括与采样点相关联的权重，并且基于多个采样点中的所述一个采样点和另一个采样点之间的距离确定该权重。