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电子束光刻邻近效应的形状与剂量混合校正算法研究

电子束光刻邻近效应的形状与剂量混合校正算法研究

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作者：徐宏成湖南大学

学位级别：硕士

电子束光刻(electron beam lithography,EBL)是一种高精度光刻技术,常用于掩模的制造,在半导体与微纳加工领域都有着广泛的应用。然而EBL因其物理特性产生的各种次生效应,极大地影响了光刻版图的质量,所以在版图制造前必须利用计算光刻... 详细信息

电子束光刻(electron beam lithography,EBL)是一种高精度光刻技术,常用于掩模的制造,在半导体与微纳加工领域都有着广泛的应用。然而EBL因其物理特性产生的各种次生效应,极大地影响了光刻版图的质量,所以在版图制造前必须利用计算光刻技术进行次生效应校正。近年来与EBL相关的计算光刻技术被《瓦森纳协定》和美国商务部列入对华出口管制清单,是一种典型的技术壁垒。因此自主研发EBL技术和相关的电子设计自动化(electronic designauto mation,EDA)软件,对于打破国际垄断和促进我国半导体事业的发展有着重大意义。本文主要工作与内容有以下四点:(1)提出了一种基于边缘迭代的电子束光刻邻近效应形状校正算法,并将该算法与现存的其它两种形状校正算法进行对比,结果显示在相同的收敛条件下,本文提出的形状校正算法的计算速度比这两种形状校正算法的计算速度快5～10倍,同时鲁棒性更强。(2)提出了一种基于形状和剂量校正算法相结合的邻近效应混合校正算法。该混合校正算法在版图边界使用剂量校正算法,而在版图内部使用形状校正算法,旨在保障精度的同时降低存储空间。经算法对比分析,在保障精度的前提下,混合校正的计算时间比形状校正算法的计算时间快1～2倍,存储空间比剂量校正算法的存储空间降低8～10倍。(3)提出了一种快速的版图设计规则检查算法。该算法能够通过输入的顶点信息快速计算出各个边界点,实现快速边界计算与查找的功能。相比于传统的像素检测方法,本算法的计算时间快2～3个数量级,内存消耗下降了1～2倍,提升了版图规则检查的效率。(4)开发了电子束光刻E DA软件“HNU-EBL”中的三个模块:1)邻近效应校正模块:集成了本文提出的形状校正算法与混合校正算法;2)能量沉积模块:实现了能量沉积分布计算与可视化;3)Monte Carlo模块:实现了点扩散函数的拟合与电子轨迹可视化功能。本文负责编写了18000余行代码,目前该软件正在被华为,华大九天和复旦大学等公司和高校使用中。

关键词：电子束光刻邻近效应形状校正剂量校正混合校正版图设计规则检查

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