[发明专利]一种用于光刻机照明系统的自由光瞳生成方法

说明书

本发明提供了一种用于光刻机照明系统的自由光瞳生成方法，在该方法中，具体实现采用Python脚本语言编写，该优化方法分为两大部分功能：首先，把微反射镜数目作为一个连续而非离散的变量进行连续函数的优化，得到连续反射镜数条件下的优化结果；然后，由于反射镜数实际是整数，将连续的反射镜数进行离散化以得到最终的优化结果。本发明提供的技术方案实际产生的自由光瞳与理想光瞳光刻性能相匹配，对反射镜光斑的位置进行优化进一步缩小了误差，有利于提高光刻工艺的分辨率。

【技术领域】

本发明涉及光学测量技术领域，特别涉及一种用于光刻机照明系统的自由光瞳生成方法。

【背景技术】

随着集成电路制造工艺中特征尺寸的逐渐缩小，为提高光刻工艺的分辨率，除传统的仅针对掩模进行光学邻近修正(Optical Proximity Correction)，越来越多采用光源掩模联合优化(Source-Mask Optimization)来进一步提高分辨率，其产生的光瞳为区别于传统照明的自由光瞳。

目前在光刻机照明系统上实现自由光瞳主要有两种方式：使用衍射光学器件(Diffractive Optical Element)的方式和使用可编程的微反射镜阵列(Micro-MirrorArray)的方式；然而现有的光源掩模联合优化给出的自由光瞳是软件仿真条件下的理想方案，为了让实际产生的自由光瞳与理想光瞳光刻性能相匹配，亟需对反射镜的位置以及数量进行优化。

【发明内容】

为了克服现有的光源掩模联合优化技术产生的理想条件下的光瞳与光刻机中反射镜阵列产生的光瞳间的误差大的问题，本发明提供一种用于光刻机照明系统的自由光瞳生成方法。

本发明为解决上述技术问题，提供的技术方案如下：本发明提供了一种用于光刻机照明系统的自由光瞳生成方法，用于计算得出与理想光瞳相匹配的自由光瞳，该方法包括以下步骤，步骤S1：控制照明系统发光并设定一自由光瞳作为目标光瞳，设置和目标光瞳及照明系统相关的优化参数；步骤S2：设定一具有若干个格点的目标照明优化区域，将格点中光强大于最低光强阈值的格点设置为优化变量或优化目标，其中设为优化变量的格点个数为N，且设为优化目标的格点个数为M，M和N均为正整数；步骤S3：将设为优化变量的格点的初始光强值设为目标光瞳该格点处对应的光强，即优化变量初始化；步骤S4：通过计算光斑函数在格点上的离散值以得到光斑矩阵；步骤S5：计算雅克比矩阵，其维度为M*N；步骤S6：将初始化后的优化变量作为输入参量并结合光斑矩阵及雅克比矩阵以进行迭代优化，得出连续反射镜数的优化结果，即优化变量的连续反射镜数；步骤S7：对连续反射镜数的优化结果进行离散化并进行反射镜数补偿后得到优化变量的离散反射镜数，以得出离散反射镜数条件下的仿真光瞳；步骤S8：对仿真光瞳及目标光瞳的光刻性能差异性进行基于计算光刻的光刻性能匹配性的验证。

优选地，在所述步骤S1中，所述优化参数包括光瞳分辨率、微反射镜总数、光强阈值及优化迭代次数。

优选地，在所述步骤S2中，所述优化变量为被优化格点的反射镜数，所述优化目标为光强被优化的格点。

优选地，所述最低光强阈值为0.07，所述步骤S2包括以下步骤：设置一变量光强阈值，将光强大于所述最低光强阈值的格点与所述变量光强阈值比较，如格点的光强大于所述变量光强阈值则该格点为优化变量格点；设置一目标光强阈值，将光强大于所述最低光强阈值的格点与所述目标光强阈值比较，如格点的光强大于所述目标光强阈值则该格点为优化目标格点。

优选地，在所述步骤S4中，所述光斑函数是用于描述光斑形状的二位函数，其函数表达式为：M(x,y)＝G(x)*G(y)；所述光斑函数的分量函数G(x)及G(y)具有和所述光斑函数相同的函数形式，其函数表达式为：其中k为常数，shift为与光斑具体形状相关的函数，将光强的最大值设为1，const为光强的归一化常量。