[发明专利]光刻机照明光源的描述方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机，特别涉及一种光刻机照明光源的描述方法。

背景技术

光刻机是集成电路装备中技术难度最高、价格最昂贵的关键设备。光刻机系统包括照明光源、掩模、投影系统、晶圆等分系统。采用优化后的照明光源可以增大光刻工艺窗口，使更小特征尺寸图形的光刻成为可能。现代集成电路制造过程通常包含如下步骤，首先根据目标光刻图形使用优化软件对光刻机照明光源进行优化，然后在真实的光刻机上对最优照明光源进行微调和验证，最后在真实的光刻机上使用微调和验证之后的最优照明光源进行大批量光刻和制造。光刻机照明光源优化的速度和质量影响光刻图形和集成电路的质量以及集成电路制造的生产周期，进而影响光刻和集成电路制造过程的时间成本。

光刻机照明光源优化的流程如图1所示，首先使用光刻机照明光源的描述方法将初始光源编码为初始照明光源描述参数x₀；然后使用光刻机照明光源描述方法将初始照明光源描述参数x₀或优化迭代过程中产生的新的照明光源描述参数x解码为照明光源；根据成像方程模拟该照明光源下掩模图形的光刻成像，得到优化目标函数（如光刻成像与目标设计之间的差别）；如果满足停止判据（例如光刻成像与目标设计之间的差别小于设定的阈值或者迭代次数超过设定的最大代数），则停止迭代优化，则此时的照明光源描述参数x_old为最优照明光源描述参数x_opt，根据光刻机照明光源描述方法解码x_opt得到最优照明光源并输出；如果无法满足停止判据，则更新x_old得到新照明光源描述参数x_new，进入下一轮迭代优化直到停止判据被满足为止。从以上流程可知，光刻机照明光源描述方法的选择会影响光刻照明优化中的成像模拟、目标函数计算、优化参数迭代更新等子过程，从而影响光刻机照明光源优化的速度和质量。

随着集成电路集成度的提高，光刻机开始采用光瞳填充比例很小的自由形式的照明光源（图2）以保证得到足够大的光刻工艺窗口。传统的自由形式照明光源的描述方法（参见在先技术[1]T.V.Ivanova,L.V.Zueva,“Study of methods for discretizing a source when modelling a photolithographic image”,J.Opt.Technol.79(5),2012）包括基于直角坐标取样栅格的照明光源描述方法和基于极坐标取样栅格的照明光源描述方法（图3）。采用这两种描述方法描述这种小光瞳填充比例的自由形式的光刻机照明光源所需的参数数量非常多，降低了使用这两种描述方法的光刻机照明光源优化方法的优化速度，增加了集成电路制造的生产周期和时间成本。

发明内容

针对基于直角坐标取样栅格的照明光源描述方法和基于极坐标取样栅格的照明光源描述方法描述小光瞳填充比例的自由形式的光刻机照明光源需要的参数数量非常多，降低了使用这两种描述方法的光刻机照明光源优化方法的优化速度，，增加了集成电路制造的生产周期和时间成本的问题，本发明提供一种光刻机照明光源的描述方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种光刻机照明光源描述方法，特点在于该方法通过一组相互重叠的圆形子照明光源的坐标和光强分布等参数来描述光刻机照明光源，包含以下步骤：

步骤A，输入照明光源描述矢量

[r_σ1,r₁,θ₁,g₁,…,r_σi,r_i,θ_i,g_i,…,r_σN,r_N,θ_N,g_N]，

其中圆形子照明光源的圆心坐标为[r_i,θ_i]，半径为r_σi，光强为g_i，数量为N；

步骤B，建立直角坐标网格，网格步长Δd＜min(r_σi)；