基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于極紫外光刻技術領域，具體涉及一種基于遺傳算法的磁控濺射速率空 間分布反演方法。
【背景技術】
[0002] 極紫外光刻（Extreme UltravioletLithography，EUVL)技術是使用EUV波段，主要 是13.5nm波段，進行光刻的微納加工技術。目前，EUVL技術已經能夠實現7nm線寬的刻蝕工 藝，并具備進一步縮小刻蝕線寬的可能性。這在大規模集成電路制造領域具有重要意義，能 夠實現更大密度的元件集成，以及更低的能耗。
[0003] 極紫外光刻使用波長為10-14nm光源照明，由于幾乎所有已知光學材料在這一波 段都具有強吸收，無法采用傳統的折射式光學系統，所以極紫外光刻系統的照明系統、掩模 和投影物鏡均采用反射式設計，其反射光學元件需鍍有周期性多層膜以提高反射率。目前 用于極紫外光刻系統多層膜制備的沉積方法主要有磁控濺射、離子束濺射和電子束蒸發三 種，其中磁控濺射以其工藝參數穩定和設備維護成本低成為極紫外多層膜制備的主要方 法。極紫外光刻系統需要高性能的極紫外多層膜，包括高反射率、低應力、高穩定性和高均 勻性。對于投影物鏡系統，為實現波長匹配和面形保持，必須對物鏡基底上多層膜膜厚分布 實現深亞納米級別精度的控制。在磁控濺射裝置中，一般通過控制鍍膜基底的公轉速度曲 線來實現如此高精度的膜厚控制，該方法需要已知膜厚分布目標曲線來反算與之相對應的 公轉速度曲線，因而首先需要知道磁控濺射速率空間分布。
[0004] 測量磁控濺射速率空間分布的一般方法是將基片放到磁控濺射靶材的正下方某 一高度下鍍膜，然后測量基片上的膜厚分布就得到磁控濺射某一水平面上的濺射速率分 布;測量不同高度下基片上的膜厚分布就得到磁控濺射整個空間的濺射速率分布。該方法 雖然簡單直接，但非常費時費力，效率低，成本高。
[0005]遺傳算法是一種基于自然群體遺傳演化機制的隨機搜索算法，具有全局尋優的特 點，即可以用整體的最小量快速而準確地找到根，而不過分依賴于初始條件，并且計算精度 高。但是現有技術中，還未見基于遺傳算法確定磁控濺射速率空間分布的方法。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是解決現有技術中磁控濺射速率空間分布的確定方法效率低，成本 高的問題，提供一種基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方法。
[0007] 本發明解決上述技術問題采取的技術方案如下。
[0008] 基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方法，步驟如下：
[0009] 步驟一、選取三個到五個不同基片高度下的膜厚分布曲線，采用遺傳算法反演磁 控濺射源分布特性參數；
[0010] 步驟二、通過步驟一得到的磁控濺射源分布特性參數計算磁控濺射速率空間分 布。
[0012]
[0011] 進一步的，所述步驟一的過程為：以式(5)為評價函數，采用遺傳算法尋找使得F值 最小的磁控濺射源分布特性參數；
(S)
[0013] 式(5)中，η為3-5的整數，m為整數，Tc(ri，hi)為計算膜厚分布曲線，Te(ri,hi)為選 取膜厚分布曲線。
[0014] 講一步的，所沭計筧臘厚分布曲線通過式（1)得到； _5] ⑴
[0016]
[0017] … (2)
[0018] (3)
[0019] (4)
[0020] XT為靶平面上某點的X軸坐標，yT為靶平面上某點的y軸坐標，D(XT，yT)為靶的濺射 產額分布，Μ為遮擋因子，Θ為公轉角，ω (Θ)為公轉速度曲線，k為濺射角分布特性參數，α為 濺射角；
[0021] 式(2)中，h為基片的高度；
[0022] 式（3)中，n_yc〇sf?siny爹c0Sf ,-e〇s_y」，.夢_為自轉角，γ為基片相對于基片平 面的傾角，Τ為靶平面上某點的坐標，包括Χτ和yT，，S為基片平面上某點的坐標，包括 Xs，ys， Zs：
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 式中，R為公轉半徑，r為自轉半徑，θ〇為初始公轉角，免為自轉角，抑為初始自轉 角，ω為公轉速度，cos為自轉速度，t為運行時間。
[0027] 進一步的，所述遺傳算法的種群數為100，交叉概率為0.5，變異概率為0.02，迭代 數為50代。
[0028] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0029] 1、本發明的基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方法無需對磁控濺射速 率空間分布進行大量采樣的直接測量，而只需測量三-五個不同基片高度下的膜厚分布曲 線即可反演得到磁控濺射速率空間分布，大大減少了獲得濺射速率空間分布的時間，顯著 降低了獲得濺射速率空間分布的成本。
[0030] 2、本發明的基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方法無需對磁控濺射靶 刻蝕溝槽形貌進行直接測量，避免了直接測量需要打開磁控濺射鍍膜機真空腔體并取下磁 控濺射靶所引起的繁瑣和不便。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發明的基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布曲線反演方法的原理圖；
[0032] 圖2為磁控濺射源進行磁控濺射的示意圖；
[0033] 圖3為基片的行星運動軌跡的示意圖；
[0034] 圖4為實施例1不同基片高度下的膜厚分布曲線；
[0035] 圖5為實施例1反演得到的靶面跑道形貌；
[0036]圖6為實施例1中基片在65nm處的磁控濺射速率分布。
【具體實施方式】
[0037]以下結合附圖進一步說明本發明。
[0038]如圖1所示，如果已知濺射源分布特性參數就可以計算得到濺射速率空間分布，再 給定濺射源的公轉速度曲線和基片高度，根據磁控濺射計算模型就可以計算得到膜厚分布 曲線，這是一個正向問題。相反地，本發明的基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方 法，是在已知膜厚分布曲線的情況下，反演濺射源的濺射源分布特性參數。本發明中的濺射 源分布特性參數為濺射靶的跑道參數和濺射角分布特性參數，即跑道的直道半長度L，彎道 半徑Rt，高斯函數分布的標準差〇,濺射角分布特性參數k。
[0039] 基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方法，步驟如