[发明专利]一种基于Abbe矢量成像模型的光源-掩模同步优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于Abbe(阿贝)矢量成像模型的光源-掩模同步优化方法，属于光刻分辨率增强技术领域。

背景技术

当前的大规模集成电路普遍采用光刻系统进行制造。光刻系统主要包括：照明系统(包括光源和聚光镜)、掩模、投影系统及晶片四部分。光源发出的光线经过聚光镜聚焦后入射至掩模，掩模的开口部分透光；经过掩模后，光线经由投影系统入射至涂有光刻胶的晶片上，这样掩模图形就复制在晶片上。

目前主流的光刻系统是193nm的ArF深度紫外光刻系统，随着光刻技术节点进入45nm-22nm，电路的关键尺寸已经远远小于光源的波长。因此光的干涉和衍射现象更加显著，导致光刻成像产生扭曲和模糊。为此光刻系统必须采用分辨率增强技术，用以提高成像质量。光源-掩模协同优化(source mask optimization，简称SMO)是一种重要的光刻分辨率增强技术。SMO利用光源及掩模之间的相互作用，通过改变光源明暗图形、掩模图形以及在掩模上添加细小的辅助图形的方法，达到提高光刻成像分辨率的目的。较之传统的分辨率增强技术(如光学邻近效应校正(optical proximity correction，简称OPC)等)，SMO在掩模优化过程中引入光源变量，增大了优化自由度，从而能够更为有效的提高光刻系统的分辨率。光源-掩模同步优化(simultaneous source mask optimization，简称SISMO)方法是实现SMO的重要方法之一。其特点是在每一次优化迭代中，同时更新光源和掩模的像素值，从而同步改变光源图形和掩模图形。

另一方面，为了进一步提高光刻系统成像分辨率，目前业界普遍采用浸没式光刻系统。浸没式光刻系统为在投影物镜最后一个透镜的下表面与晶片之间添加了折射率大于1的液体，从而达到扩大数值孔径(numerical aperture，简称NA)，提高成像分辨率的目的。由于浸没式光刻系统具有高NA(NA＞1)的特性，而当NA＞0.6时，电磁场的矢量成像特性对光刻成像的影响已经不能被忽视，因此对于浸没式光刻系统其标量成像模型已经不再适用。为了获取精确的浸没式光刻系统的成像特性，必须采用基于矢量成像模型的SMO技术，对浸没式光刻系统中的光源和掩模进行优化。

相关文献(IEEE International Conference of Electron Devices and Solid-State Circuits EDSSC，2010，1～4)针对部分相干成像系统，提出了一种较为高效的基于梯度的SISMO优化方法。但是以上方法基于光刻系统的标量成像模型，因此不适用于高NA的光刻系统。同时，由于光源面上不同位置光线的入射角度不同，其对投影系统的作用存在差异，但是现有技术没有考虑投影系统对光源面上不同点光源入射光线的响应差异。因此采用现有方法获取空间像与实际存在较大的偏差，进而影响SISMO方法的优化效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Abbe矢量成像模型的SISMO方法。该方法采用基于矢量模型的SISMO技术对光源明暗图形和掩模图形进行优化，其可同时适用于具有高NA的浸没式光刻系统以及具有低NA的干式光刻系统。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于Abbe矢量成像模型的SISMO方法，具体步骤为：

步骤101、将光源初始化为大小为N_S×N_S的光源图形J，将掩模图形M初始化为大小为N×N的目标图形其中N_S和N为整数；

步骤102、设置初始光源图形J上发光区域的像素值为1，不发光区域的像素值为0；设定N_S×N_S的变量矩阵Ω_S：当J(x_s，y_s)＝1时，当J(x_s，y_s)＝0时，其中J(x_s，y_s)表示光源图形上各像素点(x_s，y_s)的像素值；设置初始掩模图形M上开口部分的透射率为1，阻光区域的透射率为0；

设定N×N的变量矩阵Ω_M：当M(x，y)＝1时，当M(x，y)＝0时，其中M(x，y)表示掩模图形上各像素点(x，y)的透射率；