[发明专利]一种极紫外光刻光源‑掩模联合优化方法

摘要

本发明提供一种极紫外光刻光源‑掩模优化方法，本方法分别应用参数化和像素化光源，并将掩模主体图形和辅助图形分别构造为若干单边尺寸大于或等于预定阈值的基本模块的叠加，将优化目标函数构造为成像保真度函数与光源及掩模罚函数之和；之后本方法基于标量成像模型，采用共轭梯度法和改进的共轭梯度法对极紫外光刻光源及掩模图形进行混合优化，且在每次迭代中确保掩模主体图形和辅助图形之间的最小间距大于或等于预定阈值，并在优化结束后修正掩模图形，去除无法制造的边缘凸起并补偿掩模阴影效应。本方法可同时补偿极紫外光刻系统中的光学邻近效应、杂散光效应、光刻胶效应和掩模阴影效应，并且有效提高优化后掩模的可制造性。

主权项

一种EUV光刻光源‑掩模联合优化方法，其特征在于，具体步骤为：步骤101、针对参数化光源，将目标函数D构造为D＝F+γdRd，其中F为成像保真度函数，Rd为掩模罚函数，γd为罚函数的权重因子；针对像素化光源，将目标函数D构造为D＝F+γdRd+γSRS，其中γS为光源惩罚项权重因子，光源惩罚项sig(·)表示S形函数，(xs,ys)为点光源的坐标，J(xs,ys)为点光源(xs,ys)的光源图形；步骤102、当光源为参数化光源时，根据初始光源图形计算初始化Ωσ，并基于初始化的Ωσ计算目标函数D相对于Ωσ的导数矩阵将Ωσ的优化方向初始化为Ωσ=-1bσ·ln(σmax-σminσ-σmin-1)]]>其中，bσ是预设的斜率，σmin和σmax为光源参数σ的所能取到的最小、最大值；当光源为像素化光源时，根据初始光源图形J计算初始化Ωs，并基于初始化的Ωs计算目标函数D相对于Ωs的梯度矩阵并将Ωs的优化方向初始化为J=f(Ωs)=1+cosΩs2,]]>基于初始掩摸主体图形和初始掩摸辅助图形计算目标函数D相对于主体图形系数矩阵的梯度矩阵以及目标函数D相对于辅助图形系数矩阵的梯度矩阵并将主体图形系数矩阵的优化方向矩阵初始化为：将辅助图形系数矩阵的优化方向矩阵初始化为步骤103、当光源为参数化的光源时，固定掩模图形，基于当前Ωσ和Ps0，采用共轭梯度法，对Ωσ进行1次更新；当光源为像素化的光源时，固定掩模图形，基于当前Ωs和采用共轭梯度法，对Ωs进行1次更新，且在更新后将光瞳外光源点强度值置零；步骤104、计算当前光源图形，并计算当前光源图形及二元掩模图形Mb所对应的成像保真度函数F，当F小于预定阈值εF，进入步骤111，当更新光源参数Ωσ或Ωs的次数达到预定上限值时，进入步骤105，否则返回步骤103；步骤105、基于初始化的主体图形系数矩阵和优化方向矩阵采用共轭梯度法对主体图形系数矩阵ΘM的像素值进行1次更新，并在更新后将ΘM的所有像素值限定在[0,1]范围内，其中大于1的像素值设定为1，小于0的像素值设定为0，介于[0,1]范围内的像素值保持不变；步骤106、计算主体图形二元系数矩阵ΘMb＝Γ{ΘM‑0.5}；将N×N的掩模主体图形构造为其中WM为掩模主体图形基本模块，其像素值为0或1；计算掩模主体图形Mb,main中的多边形个数，如果当前计算出的多边形个数和上次循环相比没有变化，则进入步骤108，否则进入步骤107；步骤107、将主体图形系数矩阵ΘM的值恢复为本次循环进入步骤105之前的值，基于初始化的主体图形系数矩阵和优化方向矩阵并采用改进的共轭梯度法和循环方式对对应于掩模主体图形边缘的系数矩阵ΘM的像素值进行迭代更新，直至当前主体图形的边缘不再变化为止；且每次迭代中将矩阵ΘM的所有像素值限定在[0,1]范围内，其中大于1的像素值设定为1，小于0的像素值设定为0，介于[0,1]范围内的像素值保持不变；并计算主体图形二元系数矩阵ΘMb＝Γ{ΘM‑0.5}；步骤108、基于初始化的辅助图形系数矩阵优化方向矩阵采用共轭梯度法对辅助图形系数矩阵ΘS的像素值进行1次更新，并在更新后将所有像素值限定在[0,1]范围内，其中大于1的像素值设定为1，小于0的像素值设定为0，介于[0,1]范围内的像素值保持不变；之后，为了确保主体图形与辅助图形之间的最小距离大于等于阈值εD，将ΘS修正为：计算辅助图形二元系数矩阵ΘSb＝Γ{ΘS‑0.5}；其中pixelM为掩模面上的像素单边尺寸，NWS为掩模辅助图形基本模块的单边尺寸；步骤109、当光源为参数化的光源时，基于当前的Ωσ和Ps0，采用共轭梯度法，对Ωσ进行1次更新；当光源为像素化的光源时，基于当前的Ωs和采用共轭梯度法，对Ωs进行1次更新，且要在更新后将光瞳外光源点强度值置零；步骤110、计算当前光源图形以及二元掩模图形Mb，并计算当前光源图形和二元掩模图形Mb所对应的成像保真度函数F；当F小于预定阈值εF或者循环步骤105至步骤109对光源参数及掩模参数进行迭代更新的次数达到预定上限值时，进入步骤111，否则返回步骤105；步骤111、终止优化，并将当前光源图形和二元掩模图形Mb确定为经过优化后的光源图形和掩模图形，并修正该掩模图形中的无法制造的边缘凸起；步骤112、对步骤111所得到的掩模图形进行掩模阴影效应补偿，得到最终的掩模优化结果。