[发明专利]一种数字掩模投影光刻优化方法及系统

说明书

本发明为解决数字掩模投影光刻存在实际光刻图形偏离目标设计图形、光刻分辨率难以提高的问题，提出一种数字掩模投影光刻优化方法及系统，其方法包括以下步骤：建立以数字掩模的复振幅分布的矩阵表达式，构建数字掩模投影光刻成像模型；建立以数字掩膜为变量的关于图形保真度的代价函数F；给定二元的目标图形并对所述数字掩模投影光刻成像模型进行数字掩模反演计算，基于所述代价函数F计算对于数字掩模的梯度，对所述数字掩模投影光刻成像模型进行优化，在迭代一定次数或者满足一定条件之后停止迭代，得到数字掩模M；将所述数字掩模M加载在空间光调制器上，得到与目标图形差距最小的光刻图案Z。

技术领域

本发明涉及数字掩模投影光刻技术领域，更具体地，涉及一种数字掩模投影光刻的版图优化方法及系统。

背景技术

随着光刻特征尺寸的减小，光刻图形将产生严重畸变，因此在传统掩模光刻中通常采用反演光刻技术(Inverse Lithography Technology，ILT)来解决图像失真以及提高光刻图形分辨率。传统光刻多采用基于像素表征的反演计算掩模优化和修正，其本质是优化每个抽样后像素点的复振幅透过率，该方法优化的图形都是复杂的拓扑结构，不仅增加了掩膜的制造难度和成本，而且某些图形更是无法制造。所以商业化的反演光刻软件都会对掩膜的制造规则进行约束，保证其优化掩膜的可制造性，但这同样会对优化后的掩膜产生不可预测的影响，如特征尺寸误差，图形放置误差等。

目前基于空间光调制器(SLM)的无掩模投影光刻技术中，一方面因其数字化的掩模成本远低于基于电子束光刻制造的传统实体掩模，可以省去掩模板及其制作设备的成本；另一方面“数字掩模”可以产生任意的复杂的拓扑结构，不受传统光刻掩模优化的制造规则限制，可显著提高了光刻图形的可制造性、灵活性和生产效率，因此该技术广泛受到工业界及国防等小批量、定制化生产应用领域的关注。然而，随着无掩模投影光刻特征尺寸的缩小，光刻图形依然会严重偏离设计的图形，或存在数字掩模投影光刻的分辨率较低的问题。因此需要对数字掩模进行基于反演光刻的邻近效应校正，但是传统掩模反演计算光刻算法并不能直接适用于离散化的数字掩模的优化。

发明内容

本发明为解决现有的数字掩模投影光刻面临的实际光刻图形偏离目标设计图形、光刻分辨率难以提高的问题，提供一种数字掩模投影光刻优化方法，以及一种数字掩模投影光刻优化系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种数字掩模投影光刻优化方法，包括以下步骤：

建立以数字掩模的复振幅分布的矩阵表达式，构建数字掩模投影光刻成像模型；

建立以数字掩膜为变量的关于图形保真度的代价函数F；

给定二元的目标图形并对所述数字掩模投影光刻成像模型进行数字掩模反演计算，基于所述代价函数F计算对于数字掩模的梯度，对所述数字掩模投影光刻成像模型进行迭代优化，得到数字掩模M；

将所述数字掩模M加载在空间光调制器上，得到与目标图形差距最小的光刻图案Z。

作为优选方案，所述数字掩模投影光刻成像模型包括光学模型和光刻胶的化学模型。

作为优选方案，所述光刻胶的化学模型表示为：

式中，a_r为常系数，其值越大sigmoid函数越接近硬阈值函数；t_r为光刻胶阈值；Z(x,y)的值在0到1之间；I(x,y)表示光源成像模型，其表达公式如下：

式中，h_p(x,y)表示x、y、z偏振方向上的点扩散函数，m(x,y)表示数字掩模的复振幅透过率；*表示卷积运算。

作为优选方案，所述光源成像模型I(x,y)包括偏振方向上的相干系统光强的线性叠加。