[发明专利]EUV设计规则、光源和掩模的联合优化和成像建模方法

说明书

本发明公开了EUV的设计规则，光源和掩模的联合优化方法，包括：针对提供的EUV模型进行第一优化仿真并获取满足第一光刻工艺条件的光源和掩模版图；进行第二优化仿真并获取满足第二光刻工艺条件的最佳设计规则、光源和掩模版图。本发明还公开了一种极紫外光刻的成像建模方法。本方法将芯片设计规则优化引入SMO流程中，得到设计目标图形和先进SMO联合优化方法，在保证器件尺寸不变情况下，微调部分器件版图线宽及间距，从而提高整体工艺窗口，节省了优化的时间，同时又达到增大复合工艺窗口的目的。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种极紫外光刻(EUV)中的设计规则、光源、掩模联合优化方法以及极紫外光刻的成像建模方法。

背景技术

光刻技术是芯片制造流程最重要的组成部分，由于光刻是唯一产生图形的工艺步骤，因此它是摩尔定律的主要驱动力。目前，14nm节点的光刻工艺通过193nm浸没式光刻系统结合双图形曝光技术实现，业界预期10nm及以下节点将采用多重曝光技术实现。但是双图形曝光以及多重图形方法会带来设计规则繁琐、工艺复杂、生产成本剧增等问题，随着技术节点的进一步推进，相关工艺的研发成本与难度也越来越高。这使得芯片中单个晶体管成本不降反升，业界急需新的光刻技术降低先进节点集成电路生产成本。极紫外(ExtremeUltraviolet，EUV)光刻使用极紫外光作为光源，曝光波长降到13.5nm，由于成像分辨率与曝光波长成反比，EUV光刻能够极大提高光刻分辨率，单次曝光的分辨率可满足先进节点(7nm)的需求，从而能够取代多重图形技术，减少曝光次数并降低工艺的复杂度。业界普遍认为，7nm节点将是EUV光刻技术介入的最好时机，届时将取代多重曝光技术成为先进节点光刻的主流技术。

当技术节点进入亚波长后，光刻技术需要复杂的计算光刻，尤其是光源掩模联合优化(Source and Mask Optimization，SMO)方法辅助光刻工艺研发。SMO是一种先进的分辨率增强技术，根据光刻光学成像模型，采用预畸变方法调整光源形状及强度分布，修正掩模图形，调制透过掩模的电磁场分布，从而提高光刻系统的成像性能，促使光刻系统达到其分辨率极限。相比于193nm光刻技术，虽然EUV光刻技术在分辨率方面占有极大的优势，但其在光刻仿真及优化方面也迎接了新的挑战，目前，业界并没有实用的针对EUV光刻的SMO方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的实施例公开了一种极紫外光刻的设计规则，光源和掩模的联合优化方法，包括：针对提供的EUV模型进行第一优化仿真并获取满足第一光刻工艺条件的光源和掩模版图；进行第二优化仿真并获取满足第二光刻工艺条件的最佳设计规则、光源和掩模版图。

根据本发明的一个实施例，其中，进行第一优化仿真包括：S05：在整个掩模版图上使用统一的吸收层厚度，对所述热点区域进行光源和掩模联合的第一优化仿真，并获取优化后的光源和掩模版图；S06：对优化后的光源和掩模版图进行分析，评估成像结果是否满足第一光刻工艺条件，若光刻成像质量满足第一光刻工艺条件，则光源掩模联合优化SMO完成，执行步骤S08，如果不能够满足第一光刻工艺条件，则执行步骤S07；S07：根据第一优化仿真的成像结果分析光刻条件中的不足，调整光刻工艺参数以及重复执行步骤S05、步骤S06，直至优化后的光源和掩模版图满足第一光刻工艺条件；S08：确定满足第一光刻工艺条件的光源和掩模版图。

其中，步骤S07中调整的工艺参数可以包括：掩模可制造性的基本规则以及参与优化的掩模误差、曝光剂量浮动和离焦量。

其中，第一光刻工艺条件可以包括：预设测量位置处的特征尺寸容限，预设曝光宽容度的焦深。

其中，预设测量位置处的特征尺寸容限可以为图形宽度的±10％，焦深可以为5％曝光宽容度处的焦深。