[发明专利]一种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于基本模块的掩模辅助图形的优化方法，属于光刻分辨率增强技术领域。

背景技术

当前的大规模集成电路普遍采用光刻系统进行制造。光刻系统主要分为：照明系统（包括光源和聚光镜）、掩模、投影系统及晶片四部分，其中掩模图形由掩模主体图形（main feature，简称MF）和掩模辅助图形（sub-resolution assistfeature，简称SRAF）两部分组成。光源发出的光线经过聚光镜聚焦后入射至掩模，掩模的开口部分透光；经过掩模后，光线经由投影系统入射至涂有光刻胶的晶片上，这样掩模图形就复制在晶片上。

目前主流的光刻系统是193nm的ArF深度紫外光刻系统，随着光刻进入45nm及45nm以下技术节点，光的干涉和衍射现象更加显著，导致光刻成像产生扭曲和模糊。为此光刻系统必须采用分辨率增强技术，用以提高成像质量和图形保真度。基于像素的光学邻近效应校正（pixel-based optical proximitiy correction，简称PBOPC）是一种重要的光刻分辨率增强技术。PBOPC首先对掩模进行栅格化，然后对每一个像素的透光率进行优化，从而达到提高光刻系统成像质量和图形保真度的目的。但由于PBOPC对任意的掩模像素进行翻转，因此大幅度提升了掩模的复杂度，从而降低了掩模的可制造性、提高了大规模集成电路的生产成本，甚至还可能产生某些物理不可制造的掩模图形。为了提高和保证掩模的可制造性，业界普遍采用掩模制造约束条件来限制掩模图形的几何特征。对于掩模辅助图形而言，三项重要的约束条件为：（1）掩模辅助图形的最小尺寸w_S必须大于等于阈值ε_S，即w_S≥ε_S；（2）掩模主体图形与辅助图形之间的最小间距w_D必须大于等于阈值ε_D，即w_D≥ε_D；（3）掩模图形中不允许存在任何无法制造的边缘凸起。如图3所示，设边缘凸起的高度为w_H，边缘凸起的两边臂长分别为w_L1和w_L1，ε_H和ε_L为阈值。当某边缘凸起满足“w_H≤ε_H”且“w_L1或w_L2≤ε_L”，则称此凸起为“无法制造的边缘凸起”。

为了满足以上约束条件，现有的PBOPC技术主要采用罚函数法或掩模制造规则检测（mask manufacture rule check，简称MRC）法对掩模图形的几何特征加以限制。但是罚函数法无法保证优化后掩模图形严格符合以上约束条件。而经过MRC法处理的掩模图形往往是掩模优化问题的次优解，而非最优解。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于基本模块的掩模辅助图形优化（block-basedsub-resolution assist feature optimization，简称BBSRAFO）方法，在掩模主体图形已经给定的情况下，为掩模图形添加符合掩模制造约束条件的掩模辅助图形。该方法将掩模辅助图形构造为若干单边尺寸大于等于阈值ε_S的基本模块的叠加，即掩模辅助图形可表示为基本模块与表示基本模块位置的系数矩阵的卷积。之后BBSRAFO方法基于Abbe矢量成像模型，采用共轭梯度法对掩模辅助图形进行优化。该方法不会在与掩模主体图形距离小于阈值ε_D的区域内添加掩模辅助图形，并将与掩模主体图形距离小于阈值ε_D的区域设为阻光区域。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法，具体步骤为：

步骤101、将目标图形初始化为N×N的矩阵将掩模主体图形初始化为N×N的矩阵M_M，并初始化阈值ε_S、ε_D、ε_H和ε_L，并令循环次数k＝0；

步骤102、将对应于掩模辅助图形的N×N的连续系数矩阵Θ⁰初始化为：

m,n＝1,2,...N，其中ε_seed≥ε_D+ε_S/2。

步骤103、计算N×N的掩模辅助图形M，即：其中表示基本模块，其像素值为0或1，其图形可以为任意单边尺寸大于阈值ε_M的多边形，符号表示卷积运算；