[發明專利]一種實現自由照明光瞳的微反射鏡陣列控制方法

有效

• 申請號: 201410767829.4
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104375392A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 邢莎莎;林嫵媚;廖志杰;邢廷文
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

技術領域

本發明屬于光刻分辨率增強技術領域，涉及一種實現自由照明光瞳的微反射鏡控制方法，特別涉及一種實現光刻系統中自由照明光源的微反射鏡控制方法，用來實現光源掩膜優化輸出的像素型照明光瞳。

背景技術

當前大規模的集成電路(IC)普遍采用光刻系統制造，光刻系統主要包括：光源，照明系統，掩膜，投影系統及晶片五部分，通過照明系統照明掩膜圖像，并利用投影物鏡將照明的掩膜圖像投射到涂有光刻膠硅片上，從而將掩膜結構傳遞到基底的光敏感圖層上。

隨著光刻技術節點進入45-22nm，現在的光刻系統中普遍采用光刻分辨率增強技術來提高工藝因子K1，研究發現如果給芯片上的不同形狀的線條提供其對應的最佳照明方式(即提供不同的部分相干性)，可有效的減小工藝因子K1，尤其對形如SRAM的復雜的芯片線條而言，光源掩膜優化技術(Source?Mask?Optimization，SMO)利用光源及掩膜之間的協同優化，可較為有效的提高工藝窗口，降低掩膜誤差放大因子MEEF，，校正掩膜形狀誤差，達到提高光刻成像分辨率的目的。

在此基礎上，需要一種可以產生上述光源-掩膜優化后輸出光源形狀的裝置，實現對掩膜的不同模式照明。其中，利用衍射光學元件(Diffractive?Optical?Element，DOE)可在光瞳平面上產生可變的輻照度分布，但由于固定結構的DOE只能產生一種輻照度分布，其靈活性受到限制，又由其在曝光系統的應用中需要大量的轉盤輪換和照明模式設置時間，而且DOE的輪換個數有限(通常為16個)，使得產生的照明光源模式受限，最后，利用DOE產生的背景雜散光較強且不可消除，給工藝窗口的大小帶來一定的影響。

如國際專利WO2005/02684所示的也可利用用微機電系統(Micro?Electromechanical?System，MEMS)實現的可控的微反射鏡陣列(Micro?Mirror?Array，MMA)來代替衍射光學元件產生自由照明，產生瞬時可變的照明模式和較少的背景雜散光，此裝置包括1000個以上的表面鍍高反射膜的微反射鏡陣列，其結構類似于數字微鏡器件(Digital?Mirco?Device，DMD)，每一個小微鏡都可在如-10°到+10°之間的連續角度范圍內進行二維方向的偏轉。對于SMO優化后輸出的各種任意光強分布，首先通過編程計算求解出微反射鏡的旋轉角度，其次通過靜電驅動使得每個微反射鏡由初始位置偏轉到該計算角度，反射光束即可在光瞳面上形成所需要的光強分布，如傳統照明，離軸照明(環形，二級，四級)和各種非圓周對稱型的自由照明分布。每個反射光斑可由微反射鏡旋轉角度的不同在光瞳平面上自由移動，照明目標面上一個位置處可對應一個或多個反射光斑，為了產生實際的曝光需求，要求照明面上的光斑分布可在1s甚至更短的時間之間切換。

在利用微反射鏡陣列(MMA)形成自由光瞳形狀的過程中，美國專利US2010/0265482提出了如下所示的微反射鏡旋轉角度的計算流程：首先由SMO的輸出確定在系統光瞳平面擬產生的理想光強分布，建立微反射鏡偏轉角度和光瞳平面上反射光斑位置的關系方程，并根據光瞳優化算法計算光瞳平面處光斑的位置分布，求解出產生目標光強的微反射鏡旋轉角度分布矩陣，中央控制單元將產生與這些角度分布成一定關系的靜電信號，驅動每個微反射鏡進行偏轉到相應的預定角度。在上述步驟中，核心就是編寫這樣一種光瞳優化算法來求解出產生目標光強的微反射鏡偏轉角度矩陣，然而當采用模擬退火，遺傳算法或其他智能算法求解時，由于需要反復搜索每一個光斑位置，有時候初值獲取不當，會使算法效率下降，一般需要迭代4000次以上才能到達收斂，占用了大量的時間。在此基礎上，本發明提出了一種微反射陣列控制方法，該方法將已知微反射鏡陣列的數量，反射光斑的大小和位置作為已知輸入量，擬產生的目標光源光強分布作為輸出量，通過一定的優化過程使得最后生成的光強分布接近于目標光源光強分布，用來實現任意光強分布的照明光源。

發明內容

本發明的目的是提供一種實現自由照明光瞳的微反射鏡陣列控制方法，該方法能快速，有效的產生目標光強分布，從而減小由于時間限制，機械裝置在快速轉換過程中的制造壓力。

本發明的技術方案如下：一種實現自由照明光瞳的微反射鏡陣列控制方法，具體步驟為：

步驟1：將目標照明區域劃分為M×M個網格區域，將擬產生的目標光強分布初始化為大小為M×M的像素點矩陣，其中M為整數；