[发明专利]光刻机光源与掩模的联合优化方法

权利要求书

1.一种光刻机的光源与掩模联合优化方法，所述的掩模位于光刻机掩模台上，掩模图形由透光部分与阻光部分组成，光源照明模式是由光刻机照明系统产生的光强的分布，掩模图形成像在光刻胶表面，特征在于该方法包含以下步骤：

①初始化所述的掩模图形M(i,j)大小为N_x×N_y，并且设置掩模图形的透光部分的透过率值为1，阻光部分的透过率值为0；初始化光源照明模式J(a,b)大小为S_x×S_y，并且光源照明模式发光部分的亮度值为1，不发光部分的亮度值为0；初始化理想图形I_d(x,y)=M(i,j)；初始化迭代步长γ及光刻胶模型中的阈值t、倾斜度参数a、评价函数阈值F_s；

②初始化掩模图形M对应的控制变量矩阵为初始化光源照明模式J对应的控制变量矩阵为θ(a,b)，及θ(a,b)即为要优化的变量；其中对应M(i,j)=1点的值初始化设置为对应M(i,j)=0点的值初始化设置为对应J(a,b)=1点的值初始化设置为θ(a,b)=1/8π,对应J(a,b)=0点的值初始化设置为θ(a,b)=7/8π；

③建立评价函数F：在当前光源照明模式J_m(a,b)照明下掩模图形M(i,j)成像在光刻胶中，将目标图形I_d(x,y)与掩模图形光刻胶像的欧氏距离的平方作为评价函数，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)为光刻系统光瞳函数，代表卷积运算，为光刻成像公式；sig函数代表光刻胶的近似模型，为其中t为与曝光剂量相关的工艺阈值，a为光刻胶对光照的灵敏度，决定了函数的倾斜程度；

④更新掩模图形M：

1)第k次迭代时，产生随机扰动矩阵，各相互独立且满足伯努利分布，即分量幅值相等且概率分布

2)计算代入分别得到M+、M-，由M₊、M_-代入评价函数计算

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

3)利用随机并行梯度速降算法对控制变量矩阵的值进行更新得到：

代入得到第k次更新后的掩模图形

⑤更新照明光源模式J：

1)第k次迭代时，产生随机扰动Δθ^(k)(i,j)矩阵，各Δθ(i,j)相互独立且满足伯努利分布，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)计算θ^(k-1)+Δθ^(k)，θ^(k-1)-Δθ^(k)，代入分别得到J₊、J_-，由J₊、J_-代入评价函数计算公式F(J‾(a,b),m(i,j))=||Id(x,y,z)-sig[ΣmJm(a,b)|M(i,j)⊗h(x,y,z)|2]||22]]>分别得到F₊、F_-矩阵；

3)利用随机并行梯度速降算法对控制变量矩阵θ(a,b)的值进行更新得到

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计算当前光源照明模式J和二值掩模图形M_b对应的评价函数F的值：根据Mb=1M>tm0M<tm]]>计算当前掩模图形M二值化后的掩模M_b，将光源照明模式J和二值掩模图形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]]>得到评价函数F的值，当该值小于预定阈值F_S或者更新控制变量矩阵θ(a,b)，的次数达到预定上限值时，将当前光源照明模式J和掩模图形M_b确定为经过优化后的光源照明模式和掩模图形。进入步骤⑦，否则返回步骤④；

⑦优化结束。