[發(fā)明專利]光刻機光源與掩模的聯(lián)合優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410160451.1
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103926802A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李兆澤;李思坤;王向朝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F1/76
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種光刻機的光源與掩模聯(lián)合優(yōu)化方法，所述的掩模位于光刻機掩模臺上，掩模圖形由透光部分與阻光部分組成，光源照明模式是由光刻機照明系統(tǒng)產(chǎn)生的光強的分布，掩模圖形成像在光刻膠表面，特征在于該方法包含以下步驟：

①初始化所述的掩模圖形M(i,j)大小為N_x×N_y，并且設(shè)置掩模圖形的透光部分的透過率值為1，阻光部分的透過率值為0；初始化光源照明模式J(a,b)大小為S_x×S_y，并且光源照明模式發(fā)光部分的亮度值為1，不發(fā)光部分的亮度值為0；初始化理想圖形I_d(x,y)=M(i,j)；初始化迭代步長γ及光刻膠模型中的閾值t、傾斜度參數(shù)a、評價函數(shù)閾值F_s；

②初始化掩模圖形M對應(yīng)的控制變量矩陣為初始化光源照明模式J對應(yīng)的控制變量矩陣為θ(a,b)，及θ(a,b)即為要優(yōu)化的變量；其中對應(yīng)M(i,j)=1點的值初始化設(shè)置為對應(yīng)M(i,j)=0點的值初始化設(shè)置為對應(yīng)J(a,b)=1點的值初始化設(shè)置為θ(a,b)=1/8π,對應(yīng)J(a,b)=0點的值初始化設(shè)置為θ(a,b)=7/8π；

③建立評價函數(shù)F：在當(dāng)前光源照明模式J_m(a,b)照明下掩模圖形M(i,j)成像在光刻膠中，將目標(biāo)圖形I_d(x,y)與掩模圖形光刻膠像的歐氏距離的平方作為評價函數(shù)，即

F(J‾(a,b),m(i,j))=||Id(x,y,z)-sig[ΣmJm(a,b)|M(i,j)⊗h(x,y,z)|2]||22]]>

其中，h(x,y,z)為光刻系統(tǒng)光瞳函數(shù)，代表卷積運算，為光刻成像公式；sig函數(shù)代表光刻膠的近似模型，為其中t為與曝光劑量相關(guān)的工藝閾值，a為光刻膠對光照的靈敏度，決定了函數(shù)的傾斜程度；

④更新掩模圖形M：

1)第k次迭代時，產(chǎn)生隨機擾動矩陣，各相互獨立且滿足伯努利分布，即分量幅值相等且概率分布

2)計算代入分別得到M+、M-，由M₊、M_-代入評價函數(shù)計算

F(J‾(a,b),m(i,j))=||Id(x,y,z)-sig[ΣmJm(a,b)|M(i,j)⊗h(x,y,z)|2]||22]]>分別得到F₊、F_-矩陣；

3)利用隨機并行梯度速降算法對控制變量矩陣的值進行更新得到：

代入得到第k次更新后的掩模圖形

⑤更新照明光源模式J：

1)第k次迭代時，產(chǎn)生隨機擾動Δθ^(k)(i,j)矩陣，各Δθ(i,j)相互獨立且滿足伯努利分布，即分量幅值相等|Δθ(i,j)|=0.02，且概率分布Pr(Δθ(i,j)=±δ)=0.5；

2)計算θ^(k-1)+Δθ^(k)，θ^(k-1)-Δθ^(k)，代入分別得到J₊、J_-，由J₊、J_-代入評價函數(shù)計算公式F(J‾(a,b),m(i,j))=||Id(x,y,z)-sig[ΣmJm(a,b)|M(i,j)⊗h(x,y,z)|2]||22]]>分別得到F₊、F_-矩陣；

3)利用隨機并行梯度速降算法對控制變量矩陣θ(a,b)的值進行更新得到

θ(k)=θ(k-1)-γδFΔθ=θ(k-1)+γ(F+-F-)Δθ,]]>代入J‾(a,b)=1+cos(θ(a,b))2]]>得到第k次更新后的光源照明模式

⑥計算當(dāng)前光源照明模式J和二值掩模圖形M_b對應(yīng)的評價函數(shù)F的值：根據(jù)Mb=1M>tm0M<tm]]>計算當(dāng)前掩模圖形M二值化后的掩模M_b，將光源照明模式J和二值掩模圖形M_b代入公式F(J‾(a,b),m(i,j))=||Id(x,y,z)-sig[ΣmJm(a,b)|M(i,j)⊗h(x,y,z)|2]||22]]>得到評價函數(shù)F的值，當(dāng)該值小于預(yù)定閾值F_S或者更新控制變量矩陣θ(a,b)，的次數(shù)達到預(yù)定上限值時，將當(dāng)前光源照明模式J和掩模圖形M_b確定為經(jīng)過優(yōu)化后的光源照明模式和掩模圖形。進入步驟⑦，否則返回步驟④；

⑦優(yōu)化結(jié)束。