[發(fā)明專利]一種采用自適應(yīng)壓縮感知技術(shù)的光源優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611047926.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN106444301B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬旭;施東向;王志強(qiáng);李艷秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心11120
• 代理人: 李微微,仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種采用自適應(yīng)壓縮感知(compressive sensing，簡(jiǎn)稱CS)技術(shù)的光源優(yōu)化(source optimization，簡(jiǎn)稱SO)方法，屬于光刻分辨率增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光刻系統(tǒng)是用于制造微米級(jí)和納米級(jí)線寬超大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備。光刻系統(tǒng)主要由照明系統(tǒng)、掩模、投影物鏡和上表面涂有光刻膠的硅片等四部分組成，光源發(fā)出的光照射并透過掩模形成衍射場(chǎng)，之后光波再經(jīng)投影物鏡投影，從而在硅片上形成掩模圖形的像。

對(duì)于目前常用的193nm ArF深紫外光刻系統(tǒng)，隨著光刻技術(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入45-14nm，集成電路的關(guān)鍵尺寸已進(jìn)入深亞波長范圍，此時(shí)必須采用分辨率增強(qiáng)技術(shù)(resolution enhancement technique，簡(jiǎn)稱RET)來進(jìn)一步提高光刻系統(tǒng)的分辨率和成像保真度。SO技術(shù)是一種常用的RET技術(shù)，用于提高全芯片電路版圖中不同關(guān)鍵區(qū)域的成像性能。現(xiàn)有的像素化SO技術(shù)將光源視為一幅像素圖，并通過優(yōu)化所有光源像素的光強(qiáng)值，調(diào)制入射至掩模的光線的強(qiáng)度和入射角，從而提高光刻成像性能。像素化SO技術(shù)具有很高的優(yōu)化自由度，能夠有效提高光刻成像性能，但優(yōu)化變量數(shù)量龐大的特點(diǎn)也會(huì)影響該方法的運(yùn)算效率。同時(shí)，不斷提升的電路版圖集成度也會(huì)進(jìn)一步增加像素化SO技術(shù)所需處理的數(shù)據(jù)總量。因此，現(xiàn)有像素化SO技術(shù)的運(yùn)算效率有待于進(jìn)一步提高。

相關(guān)文獻(xiàn)(Optics Express,2014,22:14180-14198)提出了一種采用CS的快速SO方法(后文稱之為“CS-SO”方法)，該方法假設(shè)光源圖形在某組基函數(shù)上是稀疏的，即光源圖形在該組基函數(shù)上展開后的絕大部分系數(shù)值等于0或接近于0。此處將該組基函數(shù)稱為光源的稀疏基，而將光源圖形在稀疏基上的系數(shù)稱為稀疏系數(shù)。之后，該方法將優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定為最小化光源稀疏系數(shù)的1范數(shù)，同時(shí)在電路版圖上隨機(jī)選定若干觀測(cè)點(diǎn)，以觀測(cè)點(diǎn)的成像等于目標(biāo)成像值作為約束條件，從而將SO問題轉(zhuǎn)化為線性約束條件下的1范數(shù)圖像恢復(fù)問題。隨后，該方法采用線性布萊格曼算法求解上述的SO問題，獲得優(yōu)化后的光源圖形。

但是以上方法存在兩點(diǎn)不足：

第一，上述方法僅在電路版圖上隨機(jī)的選取若干觀測(cè)點(diǎn)，并以觀測(cè)點(diǎn)處成像等于目標(biāo)成像值作為約束條件。因此，當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)較多時(shí)，算法運(yùn)算效率明顯降低；而在觀測(cè)點(diǎn)較少時(shí)，算法所得到的光源優(yōu)化結(jié)果將偏離SO問題的最優(yōu)解，影響優(yōu)化后光刻系統(tǒng)的成像性能。

第二，上述方法在選取觀測(cè)點(diǎn)時(shí)采用隨機(jī)采樣方法，因此很可能出現(xiàn)觀測(cè)點(diǎn)分布不均勻的情況(即電路版圖的某些區(qū)域集中了大量觀測(cè)點(diǎn)，而其他某些區(qū)域僅包含極少量的觀測(cè)點(diǎn)，甚至沒有觀測(cè)點(diǎn))，此時(shí)電路版圖上的某些拓?fù)涮卣鹘Y(jié)構(gòu)將無法通過這些觀測(cè)點(diǎn)的分布表征出來，因此容易丟失電路版圖結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵信息，從而導(dǎo)致所得到的光源優(yōu)化結(jié)果偏離SO問題的最優(yōu)解。

綜上所述，現(xiàn)有SO方法在逼近SO問題的最優(yōu)解、觀測(cè)點(diǎn)的選取、算法運(yùn)算效率等方面均有待進(jìn)一步改善和提高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種采用自適應(yīng)CS技術(shù)的SO方法，該方法采用藍(lán)噪聲采樣方法在電路版圖上選取觀測(cè)點(diǎn)，以觀測(cè)點(diǎn)處的成像值等于目標(biāo)成像值作為約束條件，構(gòu)造約束條件線性方程組。之后，使用電路版圖的信息構(gòu)造自適應(yīng)投影矩陣。根據(jù)CS理論，采用自適應(yīng)投影矩陣壓縮約束條件線性方程組的維度，并將SO優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為求解L-p范數(shù)的圖像恢復(fù)問題，其中0＜p≤1。最后采用CS信號(hào)重構(gòu)算法對(duì)光源圖形進(jìn)行優(yōu)化。相比現(xiàn)有的CS-SO算法，本發(fā)明中的SO方法得到的觀測(cè)點(diǎn)分布能夠更好地表征電路版圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征；在觀測(cè)點(diǎn)數(shù)目相同(即壓縮前約束條件線性方程組的維度相同)的情況下，具有更高的運(yùn)算效率；在算法運(yùn)算時(shí)間相近的情況下，能夠進(jìn)一步提高光刻系統(tǒng)的成像性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種采用自適應(yīng)壓縮感知技術(shù)的光源優(yōu)化方法，具體步驟為：

步驟101、將光源初始化為N_s×N_s的光源圖形J，將掩模圖形M和目標(biāo)圖形柵格化為N×N的圖形，其中N_s和N均為正整數(shù)；

步驟102、對(duì)目標(biāo)圖形進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，并將轉(zhuǎn)化為N²×1的向量向量的元素值等于目標(biāo)圖形的對(duì)應(yīng)像素值；對(duì)光源圖形J進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，并將J轉(zhuǎn)化為N_s²×1的向量向量的元素值等于光源圖形J的對(duì)應(yīng)像素值；