[发明专利]提升全视场光刻成像均匀性的多目标光源和掩模优化方法

说明书

本发明提供了一种提升全视场光刻成像均匀性的多目标光源和掩模优化方法，将目标函数构造为各视场点图形误差的平均值，从而在优化过程中综合考虑了光刻物镜的全视场偏振像差信息。因此，本发明优化得到的光源和掩模，不只适用于特定视场点的光刻成像，而且适用于全视场光刻成像。对于含有偏振像差的大视场光刻物镜，以上效果有助于提高全视场光刻成像均匀性，保证光刻工艺的良率。

技术领域

本发明涉及一种提升全视场光刻成像均匀性的多目标光源和掩模优化方法，属于光刻分辨率增强技术领域。

背景技术

光刻技术是超大规模集成电路制造领域的关键技术。目前工业界主流的深紫外光刻系统的工作波长为193nm，随着光刻工艺节点下移至45－14nm，集成电路的最小线宽已经远远小于光源波长。此时，光波的干涉和衍射现象更加显著，导致光刻成像的失真、偏移或分辨率下降；因此，光刻系统必须采用分辨率增强技术，以提高光刻成像分辨率和图形保真度，保证光刻工艺的良率。光源—掩模优化技术(source mask optimization，简称SMO)是一种重要的高自由度光刻分辨率增强技术，其通过优化光源强度分布以及掩模透过率分布，对掩模衍射频谱的幅度和相位进行调制，从而提高光刻成像质量。

目前，对于大视场的浸没式投影光刻系统，光刻物镜不同视场点对应的偏振像差有所差异。由于偏振像差是影响矢量光波成像的关键因素，这种差异将会导致硅片上各区域成像不均匀，导致光刻工艺良率下降。

公开号为CN 102269926 B的中国专利针对超高数值孔径(numerical aperture，简称NA)光刻物镜的偏振像差和光刻系统的离焦误差，提出了一种基于矢量成像模型的非理想光刻系统光学邻近效应矫正(optical proximity correction，简称OPC)方法。该方法考虑了超高NA光刻物镜的偏振像差和光刻系统的离焦误差，优化得到的掩模图形更适用于实际的光刻工艺。但是，该方法忽略了光刻物镜不同视场点的偏振像差的差异，难以兼顾全视场光刻成像的均匀性，限制了光刻工艺良率的进一步提高。

光刻物镜偏振像差的来源，包括但不限于：透镜表面的散射、膜层及晶体双折射效应。以上因素均会引起成像光波强度、相位与偏振态的变化，进而影响成像分辨率和保真度。此外，光刻物镜不同视场点对应的偏振像差也有所差异。因此，需要一种综合考虑光刻物镜各视场点偏振像差的光源－掩模优化方法，以补偿偏振像差对成光刻成像性能的影响，实现全视场内的均匀光刻成像。

发明内容

本发明的目的是在综合考虑光刻物镜各视场点偏振像差的情况下，提供一种多目标光源－掩模优化方法，该方法针对光刻物镜全视场偏振像差的差异性，设计了同时包含各视场点偏振像差信息的优化目标函数，利用优化目标函数使优化得到的光源、掩模在全视场范围内取得较均匀的光刻成像。

实现本发明的技术解决方案如下：

本发明的提升全视场光刻成像均匀性的多目标光源和掩模优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、初始化光源图形和掩模图形；

步骤二、构造优化目标函数D：

基于光刻物镜第i个视场点对应的偏振像差PA_i，确定第i个视场点对应的成像保真度函数其中i＝1,2,...,n，n为视场点数量；为目标图形各像素点的像素值；Z(x,y,PA_i)表示考虑偏振像差PA_i的情况下，利用光刻成像模型计算的当前光源图形和掩模图形对应的光刻胶成像中各像素点的像素值；将目标函数D构造为光刻物镜各视场点成像保真度函数的平均值，即

步骤三、基于所述优化目标函数D，对光源和掩模进行优化。

较佳的，所述步骤三的具体过程为：