[发明专利]一种基于多目标优化的光刻工艺分辨率增强方法及装置

说明书

本申请涉及半导体生产的光刻工艺技术领域，具体而言，涉及一种基于多目标优化的光刻工艺分辨率增强方法及装置。本申请提供一种基于多目标优化的光刻工艺分辨率增强方法，包括以下步骤：通过划分多个圆重叠的方法得到照明光源的区域划分用于优化光源；确定亚分辨率辅助图形SRAF位置变量的初始位置用于优化掩膜；使用实数编码的方法建立优化变量的种群；对种群中单一染色体通过计算光刻模型确定多目标优化策略的评价标准函数；使用遗传进化算法对当前种群重复进行“评价‑选择‑交叉‑变异”计算，获得评价标准函数的迭代更新；通过解码最终种群得到多目标优化策略的解集帕累托支撑解。

技术领域

本申请涉及半导体生产的光刻工艺技术领域，具体而言，涉及一种基于多目标优化的光刻工艺分辨率增强方法及装置。

背景技术

光刻技术经历了i-line、g-line，248nmKrf及193nmArf的光刻光源设备，目前最先进的光刻为EUV光刻技术，受限于光刻机研发成本及时间的限制，目前主流的集成电路代工厂沿用193nm光刻技术用于目前先进工艺节点生产。同时开发了多种光刻分辨率增强技术：光学邻近效应修正技术(OPC)、移项掩模技术(PSM)、光源-掩模协同优化(SMO)等。分辨率增强技术用于在先进工艺节点的图像保真研究，以提高芯片设计在实际生产的良率提升。SMO技术同时优化光源的照明模式及掩模图形，具有更高的优化自由度。结合已有光学邻近效应修正技术，进一步提升光刻工艺的工艺窗口。在已有光源掩模协同优化技术的研究中，像素化及参数化描述光源及掩模函数，通过选择优化算法实现工艺窗口的提升。

在一些传统技术方案例如SMO实现中采用Abbe计算光刻模型描述点光源对掩模图形转移的影响。光源掩模协同优化的分辨率增强技术方案所采用的的评价通过调整权重因子包括：关键尺寸误差EPE、图形偏移量PE、光刻胶成像的侧壁角、成像的对比度contrast、归一化对数斜率NILS、曝光宽容度EL、工艺窗口PW等。综合函数包括各项优化评价标准的惩罚因子，优化光源，优化掩模函数等，通过调整权重因子，建立综合评价函数，将多目标问题转换为单目标优化问题。

但是，通过这种建立综合评价函数，分辨率增强技术的实现从多目标优化问题转换为加权的单目标优化方法，且权重系数及各项优化评价标准的惩罚因子需要工程师根据经验或者数值仿真实验优化获得，增加技术方案的优化难度和优化时间，导致光刻工艺的窗口难以提升。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于多目标优化的光刻工艺分辨率增强方法及装置，针对不同的光刻工艺要求，在实际半导体器件生产中采取适当的选择，以期提高特定图形的保真，一定程度上提升光刻的分辨率。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的第一方面提供基于多目标优化的光刻工艺分辨率增强方法，包括以下步骤：

根据优化掩模图形的周期，通过划分多个圆重叠的方法得到照明光源的区域划分用于优化光源，所述圆的圆心对应掩模函数的采样频率；

在Hopkins计算光刻模型中通过离散方式计算光强分布得到非对应掩模图形的光强波峰位置，从而确定亚分辨率辅助图形SRAF位置变量的初始位置用于优化掩膜；

基于所述亚分辨率辅助图形SRAF位置变量的初始位置和所述照明光源的区域划分，使用实数编码的方法建立优化变量的种群；

针对所述种群中单一染色体通过计算光刻模型确定多目标优化策略的评价标准函数；

使用遗传进化算法对当前所述种群重复进行“评价-选择-交叉-变异”计算，获得所述评价标准函数的迭代更新；

当所述种群内染色体的数量及染色体不再变化时得到最终种群，通过解码所述最终种群得到多目标优化策略的解集帕累托支撑解。

可选地，所述照明光源的区域中每个单独区域的光照强度相同。