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申请/专利权人：武汉宇微光学软件有限公司

摘要：本发明属于半导体行业中计算光刻相关技术领域，并具体公开了一种分离式严格的掩模模型与光刻胶模型建模与标定方法。所述方法采用分步式掩模模型与光刻胶模型参数解耦标定的新思路，强调并利用光学成像模型与掩模模型的严格性，避免了复杂费时的复杂二维结构厚掩模近场的严格求解，实现了仅从一维或简单二维结构的掩模近场严格求解出发，即可完成适用于复杂二维结构的光刻胶模型与掩模模型的分离式严格校准与标定。此外，在上述分离式掩模模型与光刻胶模型校准结果的基础上，提供了光刻胶模型与掩模模型联合迭代校准的方法，所得校准结果可使模型更加符合实际的物理情况。

主权项：1.一种分离式严格的掩模模型与光刻胶模型建模与标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、利用严格求解方法，计算适用于一维结构掩模或简单二维结构掩模的严格掩模模型，建立严格的光学成像模型；步骤2、通过严格的光学成像模型以及严格求解的适用于一维结构掩模或简单二维结构掩模的严格掩模模型，结合参数化光刻胶模型，计算得到所述一维结构掩模或简单二维结构掩模正向光刻仿真的光刻胶轮廓；步骤3、利用第一组约束条件，拟合获得光刻成像系统离焦量与光刻胶参数，完成光刻胶模型的首次校准与标定；其中，为经验值；为正向光刻仿真的光刻胶轮廓上的关键尺寸，为实际生成光刻胶轮廓上的关键尺寸；步骤4、建立并计算适用于复杂二维结构掩模的参数化二维掩模模型；步骤5、通过步骤4的参数化二维掩模模型、步骤1的严格的光学成像模型以及步骤3完成首次校准与标定的光刻胶模型，计算得到复杂二维结构掩模正向光刻仿真的光刻胶轮廓；步骤6、利用第一组约束条件，对步骤4的参数化二维掩模模型的可调参数进行拟合优化，完成对参数化二维掩模模型的首次校准与标定；步骤7、利用步骤6首次校准与标定后的参数化二维掩模模型和步骤3完成首次校准与标定的光刻胶模型为初始条件，采用光刻胶模型与参数化二维掩模模型联合迭代校准的方法与第二组约束条件进行限制，保证参数化二维掩模模型和光刻胶模型中的部分或全部可调参数更加符合物理实际情况，为经验值；在步骤2与步骤3中的光刻胶模型校准流程包括如下子步骤：S2.1根据离焦量DA变化区间，选取DA初值，并与一维结构掩模或简单二维结构掩模一起代入到严格求解的严格掩模模型和严格建立的光学成像模型中，求解光刻胶内与DA有关的光强分布Ix,y;DA；其中，x,y指的是光刻胶坐标系中空间坐标；S2.2将光刻胶模型参数值以及计算得到光刻胶内光强分布Ix,y;DA代入到光刻胶模型内，仿真得到光刻胶轮廓；S3.1在仿真得到的光刻胶轮廓中，提取关键尺寸测量文件中标尺对应位置的仿真数据；S3.2将仿真得到的与实际测量的进行比较，若满足第一组约束条件，则输出当前光刻胶模型参数，进入S3.3；若不满足第一组约束条件，则按照相应的优化拟合方法改变光刻胶模型参数值，并返回S2.2；S3.3根据当前输出的光刻胶模型参数，计算CD误差；S3.4改变DA值，重复S2.1~S3.3，直至找到最小的；最小对应的DA与光刻胶模型参数即为光刻成像系统离焦量DA与光刻胶模型首次校准与标定结果；在步骤5与步骤6中的参数化二维掩模模型校准流程包括如下子步骤：S5.1将参数化二维掩模模型参数值以及复杂二维结构掩模一起代入到步骤4的参数化二维掩模模型和步骤1的严格的光学成像模型中，求解固定DA后的光刻胶内光强分布Ix,y;S5.2将光刻胶内光强分布Ix,y代入到步骤3完成首次校准与标定的光刻胶模型内，仿真得到光刻胶轮廓；S6.1在仿真得到的光刻胶轮廓中，提取关键尺寸测量文件中标尺对应位置的仿真数据；S6.2将仿真得到的与测量得到的进行比较，若不满足第一组约束条件，则按照相应的优化拟合方法改变参数化二维掩模模型参数值，并返回S5.1；若满足第一组约束条件，则输出当前参数化二维掩模模型参数即为参数化二维掩模模型校准与标定结果；步骤2和4中分别采用基于Volterra-Wiener理论得到光刻胶模型和参数化二维掩模模型，建立流程总结如下：Step1计算输入数据：根据输入的掩模结构和校准对应模型计算所需的输入数据；Step2求解Volterra-Wiener理论中的WienerBase：选取Wiener核函数的类型和数量，与输入数据做卷积，得到与Wiener核函数数量相同的WienerBase；Step3构建Volterra-Wiener理论中的高阶项WienerProduct：将至少两个WienerBase做两两交叉相乘，得到一系列交叉乘积，与WienerBase一起组成WienerProduct；Step4线性组合得到Volterra-Wiener理论中的输出WienerOutputs：用Wiener系数将WienerProduct加权求和得到WienerOutputs；在Step1中，校准参数化二维掩模模型时对应的输入数据为步骤4中复杂二维结构掩模曲线对应的二值图，透光部分为1，非透光部分为0；而校准光刻胶模型时对应的输入数据为步骤2中一维结构掩模或简单二维结构掩模通过严格求解方法计算得到的光刻胶内光强分布；若通过在光刻胶内不同的深度位置取多个采样，即获取不同高度位置的成像光强分布作为输入，则完成三维光刻胶建模。

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