专利名称：一种确定掩膜版经光刻系统后所成像光照强度分布的方法
技术领域：
本发明属于集成电路制造技术领域，特别涉及一种用于集成电路制造工艺中的确定集成电路制造工艺中掩膜版经光刻系统后所成像光照强度分布的方法。
背景技术：
光刻工艺是集成电路制造中最为重要的工艺步骤之一，主要作用是将掩膜版上的图形复制到硅片上，为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。光刻的成本约为整个硅片制造工艺的40%，耗费时间约占整个硅片工艺的40 60%。因此，提高光刻的效果能有效降低硅片制造的成本。通过计算机模拟和优化技术提高光刻工艺的性能，是一种可靠的办法，这其中涉及到很多确定掩膜版经光刻系统后所成像光照强度分布的计算方法。目前，计算掩膜版成像光照强度分布的方法主要有(1)利用Abbe模型计算掩膜版成像光照强度分布。(2)利用SOCS模型计算掩膜版成像光照强度分布。然而，方法(1)涉及到大量的大规模卷积运算，计算耗时长，效率低。方法(2)相比方法(1)，减少了部分计算时间，但仍涉及大规模卷积运算，耗时较长。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的上述问题，提供一种确定掩膜版经光刻系统后所成像光照强度分布的方法，用于集成电路制造工艺中；该方法效率高并且计算误差小。 为了实现上述目的，本发明提供一种确定掩膜版经光刻系统后所成像光照强度分布的方法，其特征在于，包含以下步骤(1)用像素点矩阵m表示掩膜版图形，所述矩阵m的元素对应于所述掩膜版图形中的像素点，各个所述元素的元素值对应于所述像素点的透光特性，所述矩阵m的行数和列数均为N ；(2)用矩阵Γ表示光刻工艺采用光源的光照强度分布，所述矩阵Γ的元素对应于所述光源中的像素点，所述矩阵Γ各个元素的元素值对应于该像素点的光照强度；获取光刻系统所能够承受的最大光照强度rmax，并将所述矩阵Γ中每一个元素值都除以rmax， 得到矩阵Y；(3)利用所述矩阵Y，计算得到所述光刻系统的成像核及其系数，所述成像核用一组矩阵Hk，k = 1，2，……，1，该矩阵Hk相应的一组系数为μ k，k= 1，2，……，1，1为成像核个数；(4)对所述像素点矩阵m做粗像素转换，即计算出四个小规模粗像素矩阵mQ、Hi1, 1112、1113，其计算方法具体包括(4-1)确定粗像素转换的比例P，P取2至10之间的正整数；(4-2)构造四个基矩阵 W。、W!、W2、W3 (4-2-1)构造Wtl 构造一个矩阵&，其行数和列数均为P，其中每个元素皆取为1，
4然后将所述矩阵&单位化即得到矩阵Wtl ；所述单位化为将原矩阵中每个元素都平方并相加，将得到的和再开方，将所述原矩阵中每个元素除以所述开方的结果，得到新矩阵；(4-2-2)构造W1 构造一个矩阵S1，其行数和列数均为P，其中从第1行至第P行的元素依次取-P/2，-P/2+1，…，P/2,同一行的元素取值相同；然后将所述矩阵S1单位化即得到矩阵W1;(4-2-2)构造W2 构造一个矩阵&，其行数和列数为P，其中从第1列至第P列的元素依次取-P/2，-P/2+1，…，P/2,同一列的元素取值相同；然后将所述矩阵&单位化即得到W2 ；(4-2-3)构造W3 将W1和W2的同位置元素相乘，得到矩阵& ；然后将所述矩阵& 单位化即得到W3;(4-3)计算矩阵叫、Hipn^m3，具体计算方法如下构造一个行数和列数为N。的矩阵IV其中Nc等于N/P;将所述步骤(1)的矩阵m从左至右、从上至下依次划分成 #^个子矩阵，子矩阵的行数和列数皆为P ；每个子矩阵的元素，都与所述矩阵Wtl同位置元素相乘， 并将各元素相乘结果累加；将所述各个子矩阵累加的结果，根据子矩阵在m中的位置从左至右、从上至下依次放入Hi0中的相应位置；采用同样计算方法计算mi、m2或m3，将所述子矩阵元素分别与矩阵Wp W2或W3的同位置元素相乘累加后，依次放入mi、m2或m3中的相应位置；(5)采用步骤的同样计算方法对每个成像核矩阵Hk做粗像素转换，即计算出四个小规模矩阵HkQ、Hkl、Hk2, Hk3，其中采用的基矩阵WrQ、Wr1, Wr2, Vr3,分别是将所述步骤 (4-2)中的基矩阵V0, W” W2、V3逆时针旋转90度得到的；(6)依次将所述矩阵mQ与Hkc^m1与Hkl、m2与Hk2、m3与Hk3卷积，将该四个卷积所得矩阵相加得到矩阵(7)对所述每一个矩阵Xk做线性插值，得到与所述矩阵m规模一致的矩阵Yk ；(8)利用所述矩阵Hk、Yk和所述系数yk，根据下列公式
权利要求
1. 一种确定掩膜版经光刻系统后所成像光照强度分布的方法，其特征在于，包含以下步骤(1)用像素点矩阵m表示掩膜版图形，所述矩阵m的元素对应于所述掩膜版图形中的像素点，各个所述元素的元素值对应于所述像素点的透光特性，所述矩阵m的行数和列数均为N;(2)用矩阵Γ表示光刻工艺采用光源的光照强度分布，所述矩阵Γ的元素对应于所述光源中的像素点，所述矩阵Γ各个元素的元素值对应于该像素点的光照强度；获取光刻系统所能够承受的最大光照强度rmax，并将所述矩阵Γ中每一个元素值都除以rmax，得到矩阵Y ；(3)利用所述矩阵Y，计算得到所述光刻系统的成像核及其系数，所述成像核用一组矩阵Hk，k=l，2，……，1，该矩阵Hk相应的一组系数为μ k，k= 1，2，……，1，1为成像核个数；(4)对所述像素点矩阵m做粗像素转换，即计算出四个小规模粗像素矩阵n^mpn^n^， 其计算方法具体包括(4-1)确定粗像素转换的比例P，P取2至10之间的正整数；(4-2)构造四个基矩阵WQ、Wp W2、W3 (4-2-1)构造Wtl 构造一个矩阵&，其行数和列数均为P，其中每个元素皆取为1，然后将所述矩阵&单位化即得到矩阵Wtl ；所述单位化为将原矩阵中每个元素都平方并相加，将得到的和再开方，将所述原矩阵中每个元素除以所述开方的结果，得到新矩阵；(4-2-2)构造W1 构造一个矩阵S1，其行数和列数均为P，其中从第1行至第P行的元素依次取-P/2，-P/2+1，…，P/2,同一行的元素取值相同；然后将所述矩阵S1单位化即得到矩阵W1 ；(4-2-2)构造W2 构造一个矩阵&，其行数和列数为P，其中从第1列至第P列的元素依次取-Ρ/2，-Ρ/2+1，-,Ρ/2,同一列的元素取值相同；然后将所述矩阵&单位化即得到W2 ；(4-2-3)构造W3 将W1和W2的同位置元素相乘，得到矩阵& ；然后将所述矩阵&单位化即得到W3;(4-3)计算矩阵H^mpmpm3，具体计算方法如下构造一个行数和列数为Nc的矩阵mQ， 其中N。等于Ν/Ρ ；将所述步骤(1)的矩阵m从左至右、从上至下依次划分成Ν。*Ν。个子矩阵， 子矩阵的行数和列数皆为P ；每个子矩阵的元素，都与所述矩阵Wtl同位置元素相乘，并将各元素相乘结果累加；将所述各个子矩阵累加的结果，根据子矩阵在m中的位置从左至右、从上至下依次放入Hitl中的相应位置；采用同样计算方法计算Hi1、m2或m3，将所述子矩阵元素分别与矩阵WpW2或W3的同位置元素相乘累加后，依次放入mi、m2或!113中的相应位置；(5)采用步骤的同样计算方法对每个成像核矩阵Hk做粗像素转换，即计算出四个小规模矩阵HkQ、Hkl、Hk2, Hk3，其中采用的基矩阵WrQ、Wr1^ffr2, Vr3,分别是将所述步骤(4_2) 中的基矩阵W” W1、W2、V3逆时针旋转90度得到的；(6)依次将所述矩阵mQ与Hkc^m1与Hkl、m2与Hk2、m3与Hk3卷积，将该四个卷积所得矩阵相加得到矩阵(7)对所述每一个矩阵Xk做线性插值，得到与所述矩阵m规模一致的矩阵Yk；(8)利用所述矩阵Hk、Yk和所述系数μk，根据下列公式
全文摘要
本发明涉及一种确定掩膜版经光刻系统后所成像光照强度分布的方法，属于集成电路制造技术领域，用于集成电路制造工艺中；该方法包含以下步骤用矩阵表示掩膜版图形；用矩阵表示光刻系统光源的强度分布；利用所述光源强度分布矩阵，计算得到所述光刻系统的成像核及其系数，所述成像核用一组矩阵Hk(k＝1，2，……，l)表示，所述系数用μk(k＝1，2，……，l)表示；对于所述矩阵m做粗像素转换；对于所述每个成像核矩阵Hk做粗像素转换；利用所述粗像素转换后的表示掩膜版的矩阵和表示成像核矩阵卷积，并对所述卷积结果先求和再做线性插值；利用所述线性插值后的结果，根据给出的公式计算所述掩膜版经过光刻系统之后的成像光强分布。
文档编号G03F7/20GK102207692SQ20111018874
公开日2011年10月5日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者余志平, 张进宇, 彭瑶, 王燕 申请人:清华大学