[发明专利]一种采用压缩感知技术的光源优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用压缩感知技术的光源优化方法，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。光刻系统主要包括：照明系统（包括光源和聚光镜）、掩模、投影系统及晶片四部分。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，随着光刻技术节点进入45nm-22nm，电路的关键尺寸已经远远小于光源的波长。因此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。光源优化（source optimization，简称SO）是一种重要的光刻分辨率增强技术。作为一种独立使用的分辨率增强技术，SO技术可以有效提高光刻系统在某些关键掩模图形处成像的工艺窗口。同时SO技术还可以与传统的光学邻近效应校正（optical proximity correction，简称OPC）技术相结合，形成光源-掩模联合优化（source mask optimization，简称SMO）技术，从而提高传统OPC技术的优化自由度，进一步改善光刻系统的成像质量。但是，随着光刻技术节点的不断下移，集成电路的集成度和整体尺寸不断上升，导致SO技术需要处理的数据量大幅增加。另一方面，为了满足目前浸没式光刻系统的仿真精度要求，必须采用基于矢量成像模型的SO技术对浸没式光刻系统中的光源进行优化。相比传统的标量成像模型，矢量成像模型具有较高的计算复杂度。上述原因均导致现有的SO算法的计算复杂度较高，运算效率较低。

相关文献（Optics Express,2012,20:8161-8174）提出了一种较为高效的基于共轭梯度法的SO方法，在晶片处标定若干观测点，通过SO优化使这些观测点处的成像尽量接近于目标图形，从而提高整个像面上的成像质量。但是以上方法具有以下四方面的不足：第一、采用上述方法获得的SO优化结果的精度会随晶片处观测点数目的减小而明显降低，因此无法通过减少观测点数目的方式降低运算复杂度，从而限制了该算法运算效率的提升；第二、采用上述方法优化的光源图形较为复杂，不利于制造；第三、上述方法将SO优化目标函数构造为空间像与目标图形之差的二次函数，因此不利于提高优化后的光刻成像对比度，同时无法充分扩展光刻系统的工艺窗口；第四、上述SO方法基于光刻系统的标量成像模型，因此不适用于高NA的光刻系统。综上所述，现有SO方法在优化效率、光源可制造性、光刻系统工艺窗口和仿真精度四个方面均有待进一步改善和提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用压缩感知技术的SO方法。该方法根据压缩感知理论，将SO优化问题转换为在线性限制条件下求解L-1范数的图像恢复问题，采用线性布莱格曼算法对光源图形进行优化。相比现有SO算法，采用本发明中的SO方法可以有效提高的优化效率、光源的可制造性、光刻成像对比度，并扩展光刻系统的工艺窗口；另外本发明中的SO方法采用光刻系统的矢量成像模型构造优化目标函数，可满足高NA浸没式光刻系统的仿真精度要求。

实现本发明的技术方案如下：

一种采用压缩感知技术的SO方法，具体步骤为：

步骤101、将光源初始化为大小为N_S×N_S的光源图形J，将掩模图形M和目标图形栅格化为N×N的图形，其中N_S和N为整数；

步骤102、对目标图形进行从左上至右下的逐行扫描，并将转化为N²×1的向量向量的元素值为目标图像的像素值；对光源图形J进行从左上至右下的逐行扫描，并将J转化为N²×1的向量向量的元素值为光源图像J的像素值；

步骤103、选定一组标准正交基，使得向量在该标准正交基上是稀疏的，即向量在该标准正交基上展开后的大部分系数为0或绝对值小于设定阈值，并将上述标准正交基对应的变换矩阵记为Ψ；将向量在Ψ上展开得到其中为展开后的系数；

步骤104、采用掩模图形M计算照明交叉系数（illumination cross coefficient，简称ICC）矩阵I_cc，其大小为N²×N_S²；