一种基于卷积核的集成电路光刻制造建模方法

摘要

本发明公开的基于卷积核的集成电路光刻制造建模方法，提出了基于卷积核分解算法的光刻制造模拟系统框架，并利用构建卷积核组和建立光强贡献表的方法大大减少了空间点光强的计算量，能够快速计算和预测在集成电路光刻制造过程中硅表面点光强的分布，从而可以用于光刻模拟中二维成像轮廓的快速提取，并可应用于集成电路设计的可制造性验证。

主权项

1.一种基于卷积核的集成电路光刻制造建模方法，其特征在于它依次包括如下步骤：1)设置光刻机的基本参数：光源的波长λ，光学系统的数值孔径NA，照明的相干系数s，光学系统的物/像放大倍率M，光刻系统的空间影响范围A；2)计算光源的互强度函数J(f，g)根据光刻机照明系统的光源形状和位置，计算光源的互强度函数J(f，g)在频域上的分布，其中f，g为频域坐标；3)计算成像系统的频率响应函数K(f，g)根据光刻机成像系统的光瞳相差参数，计算成像系统的频率响应函数K(f，g)在频域上的分布，其中f，g为频域坐标；4)构建4维的传输交叉系数TCC通过下述公式计算传输交叉系数TCC矩阵，其中f′，g′，f″，g″，f，g为频域坐标，$T(f^{\prime },g^{\prime };f^{\prime \prime },g^{\prime \prime })={\int }_{-\infty }^{+\infty }{\int }_{-\infty }^{+\infty }J(f,g)·K(f+f^{\prime },g+g^{\prime })·K^H(f+f^{\prime \prime },g+g^{\prime \prime })\mathrm{dfdg}$------------(1)5)校正模型的参数读入用于校正光刻模型的测试版图，读入该版图经过光刻机制造后的实测数据，计算测试版图经过模拟光刻后图形的尺寸，并与实测数据相比较，通过下式计算模拟过程的误差εtotal：${ϵ}_{\mathrm{total}}=\sqrt{\underset{i}{\Sigma }{(d_{\mathrm{mod}\mathrm{eli}}-d_{\mathrm{measurei}})}^2}$------------(2)其中dmodeli表示第i个模拟计算的尺寸，dmeasurei第i个实测的尺寸；逐次改变λ，NA，s，以及成像系统的光瞳相差参数，重新计算4维的传输交叉系数TCC，并重复上述过程计算模拟过程的误差εtotal；选取εtotal最小的该组模型参数作为校正后模型的参数，此时的传输交叉系数为校正后模型的传输交叉系数；6)以二维方式排列传输交叉系数TCC矩阵定义(f1，g1)和(f2，g2)分别为新的矩阵行列编号，把传输交叉系数TCC以二维方式排列，如下式所示：$\mathrm{TCC}(f1,g1,f2,g2)=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{Tcc}}_{\mathrm{0,0,0,0}}& \Lambda & {\mathrm{Tcc}}_{\mathrm{0,0},f2,g2}\\ M& O& M\\ {\mathrm{Tcc}}_{f1,g\mathrm{1,0,0}}& \Lambda & {\mathrm{Tcc}}_{f1,g1,f2,g2}\end{array}\right]$------------(3)7)分解传输交叉系数TCC矩阵通过下列步骤计算传输交叉系数TCC矩阵的特征值与特征向量：第一步通过正交变换把传输交叉系数TCC矩阵压缩为一个实对称三对角阵；第二步求出这个压缩矩阵的特征值和特征向量；第三步将压缩矩阵的特征向量与第一步所用正交阵相乘，得到传输交叉系数TCC矩阵的特征向量；8)选择部分特征向量和特征值组构成空间卷积核组将特征值按大小排序，并且选择最大的至少6个特征值及其对应的特征向量组成空间卷积核组，对选取的特征向量以f为行坐标g为列坐标进行重排列，得到卷积核的矩阵形式；9)建立光强查询表通过下述公式对每个元图形计算光强值，并排列成表，其中Ki(j，k)是第i个卷积核，F(j，k)是元图形的傅立叶频谱，$I_i(j,k)=\underset{j=0}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{k=0}{\overset{K}{\Sigma }}{K}_i(j,k)\otimes F(j,k)$------------(4)。