[发明专利]一体化光刻方法及光刻系统

摘要

本发明公开了一种一体化光刻方法及光刻系统，将二维成像过程中的所有二维图形转换为一维向量；将二维成像过程中入射光波与脉冲响应的二维卷积转换为矩阵乘法；由此，将点扩散函数转换为与光源和掩模都无关的矩阵，因此可通过预计算提前得到，可以加速优化过程中计算成像的过程；并且新的点扩散函数的每一行与分布于图形的相乘可以得到对应像面每一像素点的振幅及空间像值，在目标图形的评估点选取时直接对新的点扩散函数的某些行进行选取，因此向量化表征后的成像模型对于评估点的选取十分友好；本发明建立在矢量成像模型基础上，考虑了光的偏振特性，能够精确描述超大NA情形下光的传播、聚焦和成像过程。

主权项

1.一种一体化光刻方法，其特征在于，其中的一体化光源‑掩模优化方法包括如下具体步骤：步骤一、根据当前光源强度分布图形J和掩模透过率分布图形M，则计算模拟空间像图形I的解析函数为：其中，假设J是一个大小为N_s×N_s的矩阵，M是一个大小为N×N的矩阵；J(x_s，y_s)是坐标为(x_s，y_s)的光源点处的强度，||表示对矩阵中的每个元素取模；为光源点J(x_s，y_s)所对应的掩模衍射矩阵，其大小为N×N；表示等效点扩散函数，其大小为N×N；表示卷积，⊙表示两个矩阵对应的元素直接相乘；将空间像图形I中二维卷积操作转化为向量化的矩阵相乘，即：其中，和分别是将和M由原来N×N的矩阵形式按列扫描为N²×1维的向量形式；为新的等效点扩散函数，其第i行的计算步骤为：设x_c为大于等于i/N的最小正整数；设y_c为i/N的余数；将矩阵循环上移x_c位同时循环左移y_c位，移位的目的是使转换成矩阵相乘后，可以实现卷积运算功能；将移位后的矩阵按列扫描为N²×1的向量；将所得向量倒序排列，并转置为1×N²的向量；所得向量即作为的第i行；其中，i＝1，2，…，N²；再将写成矩阵相乘的形式，即：其中，表示以向量为对角线元素的对角矩阵，且由此得到向量化的空间像成像模型为：将光源也向量化，得到：其中，代表将光源J按列扫描得到的的向量的第h个元素的值；为第h个光源点对应的的值；步骤二、在目标图形中选取像素点作为评估点；针对每个评估点，取出其坐标在向量和对应的行，将所有评估点对应取出的行分别组成向量和则评估点组成的空间像由下式计算：步骤三、基于该成像模型和所选取的评估点，建立一体化光源‑掩模优化目标函数D：其中，约束条件为为向量化的掩模透过率分布图形的二维离散余弦变换系数，代表中非零元素的个数，S为稀疏度；步骤四、基于该目标函数，迭代更新光源强度分布图形和掩模透过率分布图形对应的二维离散余弦变换系数直到达到迭代次数或者每个评估点处的空间像值都收敛到优化目标值；步骤五、将更新后向量化光源强度分布图形恢复为光源强度分布图形J，并确定为优化后的最佳光源强度分布图形；将更新后二维离散余弦变换系数恢复为二维矩阵Θ，之后进行二维逆离散余弦变换恢复为掩模透过率分布图形M，并确定为优化后的最佳掩模透过率分布图形。