基于遺傳算法的磁控濺射速率空間分布反演方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于極紫外光刻技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002] 極紫外光刻（Extreme UltravioletLithography，EUVL)技術(shù)是使用EUV波段，主要 是13.5nm波段，進(jìn)行光刻的微納加工技術(shù)。目前，EUVL技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)7nm線寬的刻蝕工 藝，并具備進(jìn)一步縮小刻蝕線寬的可能性。這在大規(guī)模集成電路制造領(lǐng)域具有重要意義，能 夠?qū)崿F(xiàn)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(zhǎng)為10-14nm光源照明，由于幾乎所有已知光學(xué)材料在這一波 段都具有強(qiáng)吸收，無法采用傳統(tǒng)的折射式光學(xué)系統(tǒng)，所以極紫外光刻系統(tǒng)的照明系統(tǒng)、掩模 和投影物鏡均采用反射式設(shè)計(jì)，其反射光學(xué)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(tǒng)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(fā)三 種，其中磁控濺射以其工藝參數(shù)穩(wěn)定和設(shè)備維護(hù)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(tǒng)需要高性能的極紫外多層膜，包括高反射率、低應(yīng)力、高穩(wěn)定性和高均 勻性。對(duì)于投影物鏡系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)匹配和面形保持，必須對(duì)物鏡基底上多層膜膜厚分布 實(shí)現(xiàn)深亞納米級(jí)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(zhuǎn)速度曲 線來實(shí)現(xiàn)如此高精度的膜厚控制，該方法需要已知膜厚分布目標(biāo)曲線來反算與之相對(duì)應(yīng)的 公轉(zhuǎn)速度曲線，因而首先需要知道磁控濺射速率空間分布。
[0004] 測(cè)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(cè)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(cè)量不同高度下基片上的膜厚分布就得到磁控濺射整個(gè)空間的濺射速率分布。該方法 雖然簡(jiǎn)單直接，但非常費(fèi)時(shí)費(fèi)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(jī)制的隨機(jī)搜索算法，具有全局尋優(yōu)的特 點(diǎn)，即可以用整體的最小量快速而準(zhǔn)確地找到根，而不過分依賴于初始條件，并且計(jì)算精度 高。但是現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)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(gè)到五個(gè)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(shù)；
[0010] 步驟二、通過步驟一得到的磁控濺射源分布特性參數(shù)計(jì)算磁控濺射速率空間分 布。
[0012]
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟一的過程為：以式(5)為評(píng)價(jià)函數(shù)，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(shù)；
(S)
[0013] 式(5)中，η為3-5的整數(shù)，m為整數(shù)，Tc(ri，hi)為計(jì)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(jì)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(diǎn)的X軸坐標(biāo)，yT為靶平面上某點(diǎn)的y軸坐標(biāo)，D(XT，yT)為靶的濺射 產(chǎn)額分布，Μ為遮擋因子，Θ為公轉(zhuǎn)角，ω (Θ)為公轉(zhuǎn)速度曲線，k為濺射角分布特性參數(shù)，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(mèng)_為自轉(zhuǎn)角，γ為基片相對(duì)于基片平 面的傾角，Τ為靶平面上某點(diǎn)的坐標(biāo)，包括Χτ和yT，，S為基片平面上某點(diǎn)的坐標(biāo)，包括 Xs，ys， Zs：
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 式中，R為公轉(zhuǎn)半徑，r為自轉(zhuǎn)半徑，θ〇為初始公轉(zhuǎn)角，免為自轉(zhuǎn)角，抑為初始自轉(zhuǎn) 角，ω為公轉(zhuǎn)速度，cos為自轉(zhuǎn)速度，t為運(yùn)行時(shí)間。
[0027] 進(jìn)一步的，所述遺傳算法的種群數(shù)為100，交叉概率為0.5，變異概率為0.02，迭代 數(shù)為50代。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0029] 1、本發(fā)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(duì)磁控濺射速 率空間分布進(jìn)行大量采樣的直接測(cè)量，而只需測(cè)量三-五個(gè)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(shí)間，顯著 降低了獲得濺射速率空間分布的成本。
[0030] 2、本發(fā)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(duì)磁控濺射靶 刻蝕溝槽形貌進(jìn)行直接測(cè)量，避免了直接測(cè)量需要打開磁控濺射鍍膜機(jī)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(fā)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(jìn)行磁控濺射的示意圖；
[0033] 圖3為基片的行星運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖；
[0034] 圖4為實(shí)施例1不同基片高度下的膜厚分布曲線；
[0035] 圖5為實(shí)施例1反演得到的靶面跑道形貌；
[0036]圖6為實(shí)施例1中基片在65nm處的磁控濺射速率分布。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0038]如圖1所示，如果已知濺射源分布特性參數(shù)就可以計(jì)算得到濺射速率空間分布，再 給定濺射源的公轉(zhuǎn)速度曲線和基片高度，根據(jù)磁控濺射計(jì)算模型就可以計(jì)算得到膜厚分布 曲線，這是一個(gè)正向問題。相反地，本發(fā)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(shù)。本發(fā)明中的濺射 源分布特性參數(shù)為濺射靶的跑道參數(shù)和濺射角分布特性參數(shù)，即跑道的直道半長(zhǎng)度L，彎道 半徑Rt，高斯函數(shù)分布的標(biāo)準(zhǔn)差〇,濺射角分布特性參數(shù)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