[發(fā)明專利]應(yīng)用于光刻的光瞳相位優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109634069B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李艷秋;李鐵;閆旭;劉陽;孫義鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;李愛英

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于光刻的光瞳相位優(yōu)化方法，將光瞳相位分布作為優(yōu)化變量，擴(kuò)大了優(yōu)化自由度，因此，本發(fā)明能夠進(jìn)一步降低光刻成像誤差，提高光刻成像質(zhì)量；同時，本發(fā)明將目標(biāo)函數(shù)構(gòu)造為各視場點(diǎn)成像保真度函數(shù)的平均值，而各視場點(diǎn)成像保真度函數(shù)與各視場對應(yīng)的圖形像差有關(guān)，從而在優(yōu)化過程中綜合考慮了光刻物鏡的全視場像差信息，因此，本發(fā)明優(yōu)化得到的光瞳相位分布，不只適用于特定視場點(diǎn)的光刻成像，而且適用于全視場光刻成像；由此可見，本發(fā)明有助于提高實(shí)際工況中的三維掩模和含有像差的大視場光刻物鏡的全視場光刻成像保真度，提高光刻工藝穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)、制造裝備、工藝、顯微成像和望遠(yuǎn)成像等分辨率增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于光刻的光瞳相位優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

光刻是超大規(guī)模集成電路制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。目前工業(yè)界的光刻系統(tǒng)通常工作在波長為193nm深紫外波段，隨著集成電路的特征尺寸縮短至14nm及以下，掩模版圖上的最小線條寬度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光源波長。因此，三維掩模帶來的復(fù)雜衍射效應(yīng)將導(dǎo)致光刻成像的失真、偏移或分辨率下降，此時光刻系統(tǒng)必須采用分辨率增強(qiáng)技術(shù)，以提高光刻成像質(zhì)量。

然而，常見的光刻分辨率增強(qiáng)技術(shù)，如光源優(yōu)化技術(shù)(CN 104133348 B，2016.04.27)、光學(xué)鄰近效應(yīng)校正(CN 102269926 B，2012.08.15)和光源—掩模聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)(CN 102692814 B，2013.09.11)，在優(yōu)化光源和掩模的過程中均會導(dǎo)致三維掩模衍射頻譜的變化。因此，上述方法均難以補(bǔ)償三維掩模帶來的復(fù)雜衍射效應(yīng)。

此外，光刻系統(tǒng)中存在著多種誤差(包含但不限于光學(xué)設(shè)計(jì)誤差、物鏡加工誤差、系統(tǒng)裝調(diào)誤差以及曝光過程中透鏡受熱變形產(chǎn)生的面型誤差)引起的像差。對于大視場的浸沒式投影光刻系統(tǒng)，光刻物鏡不同視場點(diǎn)對應(yīng)的像差有所差異。由于像差是影響光波成像的關(guān)鍵因素，這種差異將會導(dǎo)致硅片上各區(qū)域成像不均勻，降低光刻工藝穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于光刻的光瞳相位優(yōu)化方法，能夠提高全視場光刻成像保真度，提高光刻工藝穩(wěn)定性。

一種應(yīng)用于光刻的光瞳相位優(yōu)化方法，包括以下步驟：

S1：獲取光源圖形和掩模圖形對應(yīng)的三維掩模衍射頻譜，并初始化光瞳相位分布；

S2：構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)D

其中，為目標(biāo)圖形中坐標(biāo)為(x,y)的像素點(diǎn)的像素值，Z(x,y,W,W_abe,m)表示光刻膠中成像坐標(biāo)為(x,y)的像素點(diǎn)的像素值，F(xiàn)_m為光刻物鏡第m個視場點(diǎn)對應(yīng)的成像保真度函數(shù)，W_abe,m為光刻物鏡第m個視場點(diǎn)對應(yīng)的像差，k為光刻物鏡視場點(diǎn)的個數(shù)，其中，光刻膠中成像各像素點(diǎn)的像素值利用矢量成像模型通過步驟S1中的三維掩模衍射頻譜、光瞳相位分布W和光刻物鏡像差W_abe,m計(jì)算得到；

S3：將光瞳相位分布W進(jìn)行澤尼克多項(xiàng)式展開，得到其中，Γ_i是第i項(xiàng)澤尼克多項(xiàng)式，c_i為第i項(xiàng)澤尼克多項(xiàng)式對應(yīng)的澤尼克系數(shù)，i＝1,2,…,37；

S4：采用共軛梯度法不斷更新澤尼克系數(shù)c_i，然后計(jì)算當(dāng)前澤尼克系數(shù)c_i對應(yīng)的光瞳相位分布W和目標(biāo)函數(shù)D，直到目標(biāo)函數(shù)D的值小于預(yù)定閾值或更新澤尼克系數(shù)c_i的次數(shù)達(dá)到預(yù)定上限值，則將當(dāng)前的光瞳相位分布W確定為經(jīng)過優(yōu)化后的光瞳相位分布。

有益效果：