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超强激光科学卓越创新简报

(第三百六十期)

2023年2月14日

上海光机所极紫外光刻掩模缺陷检测研究取得进展

　　近日，中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室提出了一种基于生成对抗网络（GAN）的极紫外（EUV）光刻掩模相位型缺陷检测技术，相关成果以“Phase defect characterization using generative adversarial networks for extreme ultraviolet lithography”为题发表在Applied Optics上。

　　多层膜缺陷是指由EUV光刻掩模基底上的凸起、凹陷以及在沉积过程中落上的颗粒引起的多层膜变形，会同时影响掩模反射光的振幅与相位。由于EUV光刻的曝光波长很短，仅纳米尺寸的多层膜缺陷就能够使反射光产生明显的相位变化，降低成像质量。为了实现掩模缺陷补偿与修复，需要对这种缺陷进行准确检测。

　　多层膜缺陷的表面形貌可用现有的检测设备，如原子力显微镜进行测量，但仅测量表面形貌难以满足缺陷仿真分析与精确补偿的需求。多层膜缺陷的三维形貌难以用非破坏性的测量方式直接测量。针对该问题，研究团队提出了基于生成对抗网络的极紫外光刻掩模相位型缺陷检测技术，能够通过掩模缺陷的空间像重建掩模缺陷的三维形貌。通过调整光照角度，拍摄多组掩模空间像。利用扩张残留网络（DRN）将不同光照角度的掩模缺陷空间像映射到缺陷形貌参数，并采用一系列GANs来辅助缺陷表征模型的学习。另外，考虑了不同光照角度下的EUV光刻空间像信息，使得获得的缺陷形貌参数更适合缺陷光学效应的仿真，更符合精确补偿的需求。用严格电磁场仿真工具进行仿真的结果表明该方法可高精度地重构出EUV光刻掩模相位型缺陷的三维形貌参数。

　　相关研究得到了国家区域创新联合发展自然科学基金重点项目的支持。

　　原文链接

图1 掩模缺陷重构评价函数示意图

图2 缺陷顶部形貌（a）高度重建结果，（b）宽度重建结果；缺陷底部形貌（c）高度重建结果，（d）宽度重建结果

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