[发明专利]一种优化设计微反射镜阵列产生任意光刻照明光源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种优化设计微反射镜阵列产生任意光刻照明光源的方法，属于高分辨光刻技术领域。

背景技术

光刻技术是一种制造半导体器件技术，利用光学的方法将掩膜板上的电路图形转移到硅片上。光刻技术采用深紫外光源，如紫外（UV）、深紫外（DUV）等。多种半导体器件可以采用光刻技术制造，如二极管、晶体管和超大规模集成电路。一个典型的光刻曝光系统包括照明系统、掩膜、投影物镜和硅片。

光刻照明系统包括光束整形单元和均匀照明单元。其中光束整形单元的主要作用是将激光器发射出的光束整形为和物镜光瞳匹配的各种照明光源。常见的照明光源包括传统照明、环形照明、四级照明和二级照明。随着光源-掩模联合优化技术（Source Mask Optimization,SMO）的发展，任意光强分布照明技术已经被广泛采用。之前生成各种离轴照明或任意光强分布照明可以采用衍射光学元件（Diffractive Optical Element,DOE）,但是DOE存在着自身的局限,例如由于衍射效应引起的能量损失；零级衍射引起的光瞳内背景光；一块DOE只能生成一种特定的衍射图形，不同的照明光源时需要切换，若要使用新的光源时需要制作新的DOE，这些都增加了制造成本，降低了生产效率。

当前，微反射镜阵列也被使用来实现包括任意光强分布的各种照明光源。每个微反射镜可以在绕着两个垂直方向的轴倾斜。聚光镜置于微反射镜阵列和光瞳平面之间，它将由微反射镜产生的反射角转换为在光瞳平面内光斑的投射位置，进而实现各种照明光瞳而不需要切换其他光学器件。然而当前设计和控制微反射镜阵列的方法并未见详细报道，且需要通过改变微反射镜的曲率来实现投射光斑的尺寸调整，增加了系统的复杂程度。

发明内容

本发明的目的是提出一种优化设计微反射镜阵列产生任意光刻照明光源的方法，该方法采用混合优化方法，其能够快速准确产生任意光刻照明光源。

实现本发明的技术方案如下：

一种优化设计微反射镜阵列产生任意光刻照明光源的方法，该光刻照明光源包括微反射镜阵列和微透镜阵列，具体过程为：

步骤一、将设计光源和目标光源之间的均方根误差作为误差函数；

步骤二、同时改变所有光斑中心点在光瞳平面的位置；

步骤三、计算位置改变前后误差函数的变化量；基于模拟退火算法对所述变化量进行判断，确定所有光斑中心点在光瞳平面的位置；

步骤四、判断重复执行步骤二和步骤三的次数是否达到设定次数，若是，则进入步骤五，否则返回步骤二；

步骤五、选定一个光斑；

步骤六、改变选定光斑中心点在光瞳平面的位置，计算位置改变前后误差函数的变化量；基于模拟退火算法对所述变化量进行判断，确定所有光斑中心点在光瞳平面的位置；

步骤七、判断所选定光斑位置改变的次数是否达到预定次数，若是，则步骤五所选定的光斑优化结束，此时进入步骤八，否则，改变选定光斑中心点在光瞳平面的位置并返回步骤六；

步骤八、重新选定一个光斑，按照步骤六至步骤七的方式执行，直至所有光斑中心点在光瞳平面的位置都优化完为止；

步骤九、根据当前获得的所有光斑中心点在光瞳平面的位置，调节微反射镜的倾斜角，获取与目标光源相近的光刻照明光源。

进一步地，本发明所述步骤二至步骤四的具体过程为（其中步骤101为步骤二的具体过程，步骤102-105为步骤三和步骤四的具体过程）：

步骤101、同时改变所有光斑中心点在光瞳平面的位置S^k(x_j,y_j)，每个光斑中心点坐标位置变化方式为S^k+1(x_j,y_j)＝S^k(x_j,y_j)+(Δx,Δy),其中(Δx,Δy)是光斑中心点坐标附近的一个随机值；

判断改变后的位置是否同时满足以下两条要求：首先，该位置在光瞳平面范围内；其次，该位置与目标光源存在重合；若不满足，则继续改变位置直至改变后的新位置符合所述两条要求为止；得到当前所有光斑中心点坐标位置矩阵Θ^k+1。