双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法

摘要

本发明提供一种双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法，步骤一、设定电磁场展开时的空间谐波数n，n为奇数；步骤二、根据布洛开条件，分别求解第i个衍射级次的波矢量沿着切向和法向的分量；步骤三、针对双吸收层交替相移L/S掩模的每一光栅层，对其介电常数和介电常数倒数进行傅里叶Fourier展开；步骤四、利用步骤二中和步骤三中所计算的参数，求解每层光栅的特征矩阵，根据电磁场切向连续边界条件，利用增强透射矩阵法求解出射衍射场。采用本发明能快速计算出双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场。

主权项

1.一种双吸收层交替相移L/S掩模锥形衍射场的计算方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、设定电磁场展开时的空间谐波数n，n为奇数；步骤二、根据布洛开条件，分别求解第i个衍射级次的波矢量沿着切向和法向的分量，其中i取遍[-m，m]中的整数，2m+1＝n，即i所取值的个数为n，m为正整数；波矢量沿着切向即x、y方向的分量为$\left\{\begin{array}{c}{k}_{\mathrm{xi}}=k_o[n_I\sin \theta \cos \phi -i({\lambda }_0/\Lambda )]\\ k_y=k_o{n}_I\sin \theta \sin \phi \end{array}\right.---\left(1\right)$其中k_o为入射光在真空中的波矢量，λ₀为入射光在真空中的波长，n_I为入射区的折射率，θ为光线入射角，φ为光线入射的方位角，Λ为双吸收层交替相移L/S掩模三层光栅周期的最小公倍数；波矢量沿着光栅平面的法向即z方向的分量为：$\begin{array}{c}{k}_{l^{\prime },\mathrm{zi}}=\left\{\begin{array}{cc}+{[{\left(k_0{n}_{l^{\prime }}\right)}^2-k_{\mathrm{xi}}^2-k_y^2]}^2& (k_{\mathrm{xi}}^2+k_y^2)<{\left(k_0{n}_{l^{\prime }}\right)}^2\\ -j{[k_{\mathrm{xi}}^2+k_y^2-{\left(k_0{n}_{l^{\prime }}\right)}^2]}^{1/2}& (k_{\mathrm{xi}}^2+k_y^2)>{\left(k_0{n}_{l^{\prime }}\right)}^2\end{array}\right.\\ \begin{array}{cc}& l^{\prime }=I,\mathrm{II}\end{array}\end{array}---\left(2\right)$其中，下标I表示入射区，下标II表示出射区；当l′＝I时，n_l′表示入射区的折射率，当l′＝II时，n_l′表示出射区的折射率，j表示虚数单位；步骤三、针对双吸收层交替相移L/S掩模的每一光栅层，对其介电常数和介电常数倒数进行傅里叶Fourier展开；介电常数的Fourier展开式为：${ϵ}_l\left(x\right)=\underset{h=-D}{\overset{D}{\Sigma }}{ϵ}_{l,h}\exp (j2\mathrm{\pi hx}/\Lambda )---\left(3\right)$介电常数倒数的Fourier展开式为：$1/{ϵ}_l\left(x\right)=\underset{h=-D}{\overset{D}{\Sigma }}{\overline{ϵ}}_{l,h}\exp (j2\mathrm{\pi hx}/\Lambda )---\left(4\right)$其中l＝[1，2，3]，D＝n-1，ε_l(x)为第l层光栅的介电常数，ε_l，h为第l层光栅相对介电常数第h个Fourier分量，为第l层光栅相对介电常数倒数的第h个Fourier分量；步骤四、利用步骤二中的k_xi、k_y、k_l′，zi和步骤三中的ε_l，h、求解每层光栅的特征矩阵，根据电磁场切向连续边界条件，利用增强透射矩阵法求解出射衍射场。