溅射源速率空间分布可以通过 现有技术确定。如先将基片放到磁控溅射靶材的正下方某一高度下镀膜，然后测量基片上 的膜厚分布就得到磁控溅射某一水平面上的溅射速率分布，通过测量不同高度下基片上的 膜厚分布就得到磁控溅射整个空间的溅射速率分布。该过程中，将靶的溅射产额分布即刻 蚀沟槽近似为跑道，在垂直跑道方向上沟槽深度分布为高斯函数分布exp(-0.5d 2/〇2)，d为 到跑道中心的垂直距离，σ为高斯函数分布的标准差，跑道的直道半长度为L，弯道半径为 Rt，溅射角分布为CO Ska，k为溅射角分布特性参数，α为溅射角。
[0042]基片相对于基片平面的倾角定义为γ ;基片的高度定义为基片平面与靶平面的距 离h。基片的运动轨迹如图3所示，类似于行星系统，即基片绕着自转中心自转，自转中心又 绕着镀膜机圆柱腔体的中心公转。基片的行星运动可以采用下式来描述：
[0043]
[0044] 式中，xs，ys，Zi^v别为基片上的某点在基底坐标系的X轴，y轴，z轴的坐标，R为公转 半径，r为自转半径，Θ为公转角，θ〇为初始公转角，扒为自转角，为初始自转角，ω为公转 速度，《s为自转速度，t为运行时间。
[0045] 计算膜厚分布曲线通过式(1)计算；
[0046]
(1) [0047]式（1)中，
[0048] _ x κ2)
[0049] (3)
[0050] (4)
[0051] T(r)为计算膜厚分布曲线，XT为祀平面上某点的X轴坐标，yT为祀平面上某点的y轴 坐标，D(XT，y T)为靶的溅射产额分布，Μ为遮挡因子，如果与靶下方的挡板相交，则Μ设为0,否 贝1JM设为1，Θ为公转角，ω (Θ)为公转速度曲线，ρ = |^|，.S为基片平面上某点的坐标，Τ为靶 平面上某点的坐标，式（3)中，=γcospsinfiru/Jcos；·，/-cos乂 0为自转角。可以看出已 知公转速度曲线，给定磁控溅射源分布特性参数和基片高度，就可以由式（1)算得膜厚分布 曲线。相反地，已知膜厚分布曲线也可以反演得到公转速度曲线。
[0052]以下结合对比例和实施例进一步说明本发明。
[0053] 对比例1
[0054]以物镜系统主镜上镀制Mo/Si多层膜为例，图4为物镜主镜的尺寸示意图，物镜主 镜是口径为100mm的凸面镜，曲率半径为295.01285 ± 0.063。图5是物镜主镜的目标膜厚分 布曲线。为简化反演过程，将钼靶和硅靶等效为一个靶，该等效靶的溅射源分布特性参数 为:L = 236 · 5nm，Rt= 14 · 9nm，σ = 13 · 3nm，k = 2 · 31，由该派射源分布特性参数结合物镜主镜 尺寸给出h(r)和γ，通过式(1)-式(5)，经单纯形法就可以反演得到与目标膜厚分布曲线对 应的公转速度曲线，为简单起见，公转速度曲线选择两步调速曲线。结果如图6(a)所示。
[0055] 实施例1
[0056]以物镜系统主镜上镀制Mo/Si多层膜为例，图4为物镜主镜的尺寸示意图，物镜主 镜是口径为100mm的凸面镜，曲率半径为295.01285 ± 0.063。图5是物镜主镜的目标膜厚分 布曲线。为简化反演过程，将钼靶和硅靶等效为一个靶，该等效靶的溅射源分布特性参数 为:L = 236 · 5nm，Rt= 14 · 9nm，σ = 13 · 3nm，k = 2 · 31，由该派射源分布特性参数结合物镜主镜 尺寸给出h(r)和γ，通过式(1)-式(5)，就可以经遗传反演得到与目标膜厚分布曲线对应的 公转速度曲线，为简单起见，公转速度曲线选择步进式调速曲线。结果如图7(a)所示。
[0057]从图6(b)和图7(b)可以看出，本发明的反演方法得到的公转速度曲线所对应的膜 厚分布曲线与目标膜厚分布曲线的误差要远小于局部寻优算法反演得到的公转速度曲线 所对应的膜厚分布曲线与目标膜厚分布曲线的误差，说明本发明的反演方法精度更高。
【主权项】
1. 基于遗传算法的磁控溅射调速曲线反演方法，其特征在于，步骤如下:通过目标膜厚 分布曲线，采用遗传算法反演磁控溅射公转速度曲线。2. 根据权利要求1所述的基于遗传算法的磁控溅射调速曲线反演方法，其特征在于，所 述遗传反演的过程为：以式(5)为评价函数，采用遗传算法寻找使得F值最小的磁控溅射公 转速度曲线；(5) 式(5)中，m为整数，1(Γι，ω(θ))为计算膜厚分布曲线，TgQal(ri)为目标膜厚分布曲线。3. 根据权利要求2所述的基于遗传算法的磁控溅射调速曲线反演方法，其特征在于，所 述计算膜厚分布曲线通过式(1)得到；(1) 式⑴中，(2) (3) (4) χτ为靶平面上某点的X轴坐标，yT为靶平面上某点的y轴坐标，D(XT，yT)为靶的溅射产额 分布，Μ为遮挡因子，Θ为公转角，ω (Θ)为公转速度曲线，k为溅射角分布特性参数，α为溅射 角； 式(2)中，h为基片的高度； 式（3)中，/; = ( cospsinj^in.pcosy ..eosy J，供.为自转角，γ为基片相对于基片平面的 倾角，Τ为靶平面上某点的坐标，包括χτ和yT，，S为基片平面上某点的坐标，包括Xs，y s，Zs:式中，R为公转半径，r为自转半径，θ〇为初始公转角，货为自转角，_为初始自转角，ω 为公转速度，《s为自转速度，t为运行时间。4. 根据权利要求1-3任何一项所述的基于遗传算法的磁控溅射调速曲线反演方法，其 特征在于，所述公转速度曲线为步进式调速曲线。5. 根据权利要求1-3任何一项所述的基于遗传算法的磁控溅射调速曲线反演方法，其 特征在于，所述遗传算法的种群数为100,交叉概率为0.5,变异概率为0.02,迭代数为50代。
【专利摘要】本发明公开了一种基于遗传算法的磁控溅射调速曲线反演方法，属于极紫外光刻技术领域。解决了现有技术中磁控溅射调速曲线的反演方法极易陷入局部极小值的问题。本发明的反演方法是通过目标膜厚分布曲线，采用遗传算法反演磁控溅射公转速度曲线。该方法提高了反演过程的稳定性，避免了反演过程陷入局部最小值，由该方法反演得到的调速曲线所对应的膜厚曲线与目标膜厚曲线误差很小，从而提高了物镜基底上极紫外多层膜膜厚分布控制精度。
【IPC分类】G06N3/12, C23C14/54, C23C14/35
【公开号】CN105608495
【申请号】CN201510962171
【发明人】喻波, 姚舜, 金春水
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月21日