用于修正三维厚模效应的逆向光掩模综合方法

Lithography is one of the important and key technologies in the IC manufacturing, and it directly affects the IC manufacturability and yield. For the IC industry moving to 32nm node and below, the pattern dimension on the photomask is closer to or even smaller than the wavelength of illumination. At this time, the thickness of the photomask itself, the pattern shape and location on the photomask will affect the fidelity of the final image, and cause distortion, which is so-called 3D thick mask effect. In this project we will develop an inverse photomask synthesis scheme. One aspect of the above scheme is to solve the 3D Maxwell's equations based on CIP(Constrained Interpolation Profile) method, to achieve lithgraphy simulation with 3D thick mask effect. On the other hand, this scheme can optimize the photomask pattern using object-based Simulated Annealing algorithm, thereby correct the 3D thick mask effect and improve the image fidelity.

光刻技术是集成电路制造工艺的关键和核心技术之一，它直接影响着集成电路的可制造性和成品率。随着集成电路发展到32nm及以下节点，光掩模上的图形尺寸已经接近或者小于光源波长。此时，光掩模本身的厚度，光掩模图形的形状、位置都会影响最终成像图形的保真度，造成失真，即所谓的三维厚模效应。在此项目中我们将开发一种逆向光掩模综合方法，此方法一方面基于CIP方法求解三维麦克斯韦方程组，实现包含三维厚模效应的光刻仿真建模，另一方面采用目标驱动模拟退火算法对光掩模图形进行优化，从而修正三维厚模效应，提高光刻图形保真度。

光刻技术是集成电路制造工艺的关键和核心技术之一，它直接影响着集成电路的可制造性和成品率。随着集成电路发展到32nm及以下节点，光掩模上的图形尺寸已经接近或者小于光源波长。此时，光掩模本身的厚度，光掩模图形的形状、位置都会影响最终成像图形的保真度，造成失真，即所谓的三维厚模效应。在此项目中我们开发了一种逆向光掩模综合方法，此方法一方面基于CIP方法快速分析三维电磁场衍射散射问题，实现包含三维厚模效应的矢量光刻仿真建模，另一方面采用目标驱动模拟退火算法对光掩模图形进行综合优化，从而修正三维厚模效应，提高光刻图形保真度。研究过程中，我们解决了根据空间介质的形状，材料特性自动建立非均匀网格的问题，在保证计算精度的前提下最大限度的提高计算速度；对CIP方法的收敛性和稳定性问题也进行了优化，降低了数值色散带来的影响；同时将CIP方法和傅里叶光学原理相结合建立了矢量光学仿真模型，实现了从近场时域到远场频域的转换；此外，通过简单有效的数学表征方式来描述光掩模版图图形，使其适用于目标驱动的模拟退火算法，提高了整个优化过程的速度和质量。最终通过实验数据验证了上述方法的可行性，能够有效的抑制光学邻近效应，更加符合实际应用的要求。