專利名稱：一種基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法，屬于光刻機配置參數(shù)協(xié)同優(yōu)化設計領域
背景技術：
光學光刻是光刻機用光學投影曝光的方法將掩模板上的電路器件結構圖形刻蝕到硅片上的過程。光刻機主要由光源、照明系統(tǒng)、掩模臺、投影物鏡以及硅片工件臺五部分組成。為了實現(xiàn)良好的光刻性能，達到較大的光刻焦深，需要合理配置光刻機各部分參數(shù)， 如投影物鏡數(shù)值孔徑NA的大小、照明相干因子Sigma的值、偏振光類型、光刻膠厚度以及掩模Bias大小等。評價光刻性能的指標主要有圖形對比度Contrast、歸一化對數(shù)斜率NILS以及光刻焦深DOF等。光刻焦深是評價光刻系統(tǒng)性能的主要參數(shù)之一，光刻焦深定義為在一定的曝光劑量變化范圍EL內(nèi)，光刻膠圖形在一定的尺寸誤差、側壁角、光刻膠損失的約束條件下，所能實現(xiàn)的最大離焦量。光刻焦深越大，光刻性能越好。光刻配置參數(shù)優(yōu)化是合理的配置光刻系統(tǒng)中器件結構參數(shù)、曝光工藝參數(shù)、分辨率增強技術(離軸照明、相移掩模、光學臨近效應校正)、工藝疊層參數(shù)等多個系統(tǒng)參數(shù)，統(tǒng)籌考慮不同因素在其不同限定條件下的約束，以實現(xiàn)最優(yōu)的光刻性能。當前，已有很多優(yōu)化光刻配置參數(shù)的方法(李艷秋等，光學參數(shù)配置對ArF光刻性能影響研究[J].電子工業(yè)專用設備，2004，33 (4) :36-39.)。但是，當前的光刻配置參數(shù)優(yōu)化方法僅限于對一個或兩個光刻配置參數(shù)的優(yōu)化，要使光刻機的性能達到最優(yōu)，光刻機中每個參數(shù)均應合理配置；同時，當前的研究主要應用遍歷仿真的方法確定光刻配置參數(shù)，計算量非常大，且精度低，難以找出最優(yōu)的光刻配置參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法；該方法同時對多種光刻配置參數(shù)進行優(yōu)化配置，可使優(yōu)化后的光刻機達到良好的光刻性能，且優(yōu)化效率高。實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案如下一種基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法，具體步驟為步驟101、確定欲優(yōu)化的η種光刻配置參數(shù)，針對每一種光刻配置參數(shù)選定一初始值構成包含η維元素的點IxJ(U) = Ix1, x2，L xj (ka), i = {1，2，1^，11}，并令循環(huán)次數(shù)1^ = 1 ；確定每種光刻配置參數(shù)的變化范圍(Xi e [ai，bi]} = {[ai，bJ，[a2，b2]L，[an，bn]}，給定優(yōu)化精度允許誤差ε > 0，最大一維搜索次數(shù)kmax ；步驟102、確定用于評價光刻性能的m種光刻性能評價指標y」，j = {l，2，L，m}，并
m
構造光刻性能綜合評價函數(shù)，其中Yj*針對各光刻性能評價指標設定的比
；=1重值；步驟103、設定本循環(huán)第一次搜索點= ；步驟104、設變量re {1，2，L，η}，取r為{1，2，L，η}內(nèi)未被遍歷的數(shù)，選定搜索方向 d(k’ri，其中 d(k’ri 為{Ci} = {Cl，c2, L，cn}，當 i = r 時，Ci = 1，否則 Ci = 0 ；根據(jù){<}_)和{[ ，bj}，更新d(k’ri所對應的一維搜索變化范圍為Ixi e [Ui, Vi]}(k,r)，且 {[^,vjl^ej^,^]}；步驟105、從點KV。)出發(fā)，沿方向d(k’ri在{[Ui，Vi]}(k,r)范圍內(nèi)進行一維搜索，得到在d(k’ri方向上最小的F值，記為Fmin，并獲取Fmin對應的點；步驟106、判斷變量r是否取遍1至η上的所有正整數(shù)，若是則令汰 +υ =, 進入步驟107，否則令= ,返回步驟104 ；步驟107、重新獲取搜索方向#’"+1) =；并進一步判斷|p(t’"+1)|的大
小，其中Il Il為取模運算，若|p(t’"+1)|y ,則進入步驟110;否則進入步驟108;步驟108、設定本循環(huán)中第二次搜索點=,根據(jù)和bj}， 更新所對應的一維搜索變化范圍為{ 乂，巧隊叫,且{[ 幻}(一υ [{[ 義]}；步驟109、從點Κ}_出發(fā)，沿方向在{[Ui，Vi]}(k,n+1)范圍內(nèi)進行一維搜索， 得到3^+1)方向上最小的F值，記為Fmin，并獲取Fmin對應的點IxJ (U)，并將點IxJ(U)作為下次循環(huán)的第一次搜索點，令k = k+Ι，并返回步驟103 ；步驟110、輸出點{Xi} (k,n+1)，以及點{Xi} (k,n+1)對應的F值，優(yōu)化結束。有益效果本發(fā)明統(tǒng)籌考慮各種光刻評價指標，通過構造具有多種光刻性能評價指標的評價函數(shù)，實現(xiàn)對優(yōu)化結果進行評價，因此使得優(yōu)化后的光刻配置參數(shù)具有很好的光刻性能。其次、本發(fā)明通過模式搜索優(yōu)化算法優(yōu)化光刻配置參數(shù)，其搜索簡單、優(yōu)化速度快，且具有較高的精度。


圖1為基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法流程圖。圖2為搜索范圍與搜索方向、迭代光刻配置參數(shù)點關系圖。圖3為一維搜索方法的流程圖。圖4為優(yōu)化過程中光刻性能綜合評價函數(shù)的下降曲線。圖5為優(yōu)化過程中光刻焦深的變化曲線
具體實施例方式下面結合附圖進一步對本發(fā)明進行詳細說明。圖1為本發(fā)明基于模式搜索法光刻配置參數(shù) 的優(yōu)化方法的流程圖，其具體步驟為步驟101、確定欲優(yōu)化的η種光刻配置參數(shù)，針對每一種光刻配置參數(shù)選定一初始值構成包含η維元素的點IxJ(U) = Ix1, x2，L xj (ka), i = {1，2，1^，11}，并令循環(huán)次數(shù)1^ =1 ；確定每種光刻配置參數(shù)的變化范圍{Xi e [ai，bi]} = {[ai，bJ，[a2，b2]L，[an，bn]}，給定優(yōu)化精度允許誤差ε >0，最大一維搜索次數(shù)kmax。在優(yōu)化光刻配置參數(shù)的過程中需要統(tǒng)籌考慮對光刻性能存在影響的參數(shù)，因此本發(fā)明所述欲優(yōu)化的光刻參數(shù)包括投影物鏡數(shù)值孔徑NA的大小、照明相干因子Sigma的值、 偏振光類型、光刻膠厚度以及掩模Bias大小等。對于某一光刻技術節(jié)點下的圖形結構，其每一光刻配置參數(shù)的大概可變化范圍是確定的，因此本發(fā)明根據(jù)選定光刻技術節(jié)點以及圖形結構類型，確定其對應的每一光刻配置參數(shù)的可變化范圍。本發(fā)明精度允許誤差ε可以根據(jù)實際的需要進行選取，例如當優(yōu)化的光刻機需要有較高的光學性能要求時，則可將ε 選取為小于0.01的數(shù)。步驟102、確定用于評價光刻性能的m種光刻性能評價指標y」，j = {l，2，L，m}，并
m
構造光刻性能綜合評價函數(shù)^7 = -Ed；，其中、為針對各光刻性能評價指標設定的比
；=1重值。本發(fā)明光刻性能的評價指標包括圖形對比度Contrast、歸一化對數(shù)斜率NILS以及光刻焦深DOF等，其中比重值是根據(jù)每種評價指標對光刻性能的重要程度進行設定，當重要程度高時，則比重值可設置較大，當重要程度低，則比重值可設置較小，通過綜合考慮各種評價指標構造綜合評價函數(shù)，可以很好地實現(xiàn)對優(yōu)化光刻配置參數(shù)的光刻機的光刻性能進行評價。步驟103、設定本循環(huán)第一次搜索點= (切ο步驟104、設變量re {1，2，L，η}，取r為{1，2，L，η}內(nèi)未被遍歷的數(shù)，選定搜索方向 d(k’ri，其中 d(k’ri 為{Ci} = {Cl，c2, L，cn}，當 i = r 時，Ci = 1，否則 Ci = 0 ；根據(jù){<}_)和{[ ，bj}，更新d(k’ri所對應的一維搜索變化范圍為Ixi e [Ui, Vi]}(k,r)，且 {[、”.認幼口僅巧々]}。本步驟中更新光刻配置參數(shù)的一維搜索變化范圍{[Ui，Vi]}(k,r)的具體過程為令{ζ丄={x;}(M)；設定中間變量{HL，《 }和)和伐,化工,vn}(Kr)；步驟201、針對第ρ種光刻配置參數(shù)(zp)k，其中變量ρ e {1,2, L，n}，判斷(dp)(k, r)的正負當(dp)(k,r) > 0時，則令中間變量⑷)問=K),中間變量= ,當(dp)(k,r) < 0時，則令中間變量= ,中間變量= ,當(dp)(k’ri =0時，則令中間變量(<‘,)=“1,中間變量(化‘,)=“1;步驟202、判斷變量ρ是否取遍1至η上的所有正整數(shù)，若是則進入步驟203，否則返回步驟201 ；步驟203、針對第ρ種光刻配置參數(shù)(Zp) k，判斷(dp) (k'r)是否為0 當(dp)(k,ri= 0 時，則令(S)問=⑷)問，(vAm = KU ；當(dp)(k,r) Φ 0 時，則(Up) (k,r) = (zp)k+g(k,r) · (dp) (k,r)，(Vp) (k,r) = (zp)k+h(k,r) · (dp)(k'r)；其中D為I⑷二廣H中絕對值 最小的一個，h(k,r)為I⑷二H中絕對值
⑷ J, ⑷ J,
最小的一個；步驟204、判斷變量ρ是否取遍1至η上的所有正整數(shù)，若是則結束，否則返回步驟 203。步驟105、從點KV。；>出發(fā)，沿方向d(k’ri在{[Ui，Vi]}(k,r)范圍內(nèi)進行一維搜索，得到在d(k’ri方向上最小的F值，記為Fmin，并獲取Fmin對應的點{幻財。如圖3所示，本步驟中進行一維搜索的具體步驟為設定變量WX,Lyn}t、{ L Xjt、{W,L，<},以及{ L ,μ'η\ ；步驟401、令{<},=,{ν}t= [Vl^kryi= {l，2，L，n}，并設定一維搜索精度因子δ。步驟402、根據(jù)黃金分割法計算搜索分割點光刻配置參數(shù)值μ/丨,和丨/4,令循環(huán)次數(shù) t = 1，μ;}( = {<}, +0.382({眾-{<}》，{/4 = {<}, +0.618({眾-{<}》，獲得搜
索區(qū)間端點光刻配置參數(shù)值{<},和^'；},,以及搜索區(qū)間分割點光刻配置參數(shù)值μ/},和 Wt ,其中kl、KI、U1和這四個集合中的每一個對應一種光刻配置方式；仿真計算{<},、Kl、Ul和{/4分別對應的m種光刻性能評價指標{y」}u、t、{y」}v、t、{yj} μ, , t和{y」} Λ- ,t ；將光刻性能評價指標{y」}u, , t、IyjIv- ,t、IyjI μ, , t和{y」} λ, , t代入公式
m
F = -Yjry1，得到^ι 、 |v；} 、 μ,)和^!對應的光刻性能綜合評價函數(shù)值，分別記為
Fui ,t>Fv, ,t.FA, ,t以及Fli,，t。本發(fā)明針對一確定的光刻系統(tǒng)，獲取其對應的光刻性能評價指標為現(xiàn)有技術，因此在此不對獲取性能評價指標的過程作具體的描述。步驟403、比較搜索區(qū)間端點與分割點光刻配置參數(shù)值所對應的光刻性能綜合評價函數(shù)，t、Fv,，t、FA,，t 以及 Fli,，t 的大小，令 Fmin = min{Fu,，t，F(xiàn)v,，t，F(xiàn)A,,J0步驟404、若 Fu, , t = Ffflin 或 Fa , , t = Fmin，則進入步驟 405 ；若 Fli, , t = Ffflin 或 Fv,, t = Fmin，則進入步驟406。步驟4 0 5、令{<}i+1 = {u[}t , {ν;} +1 = {/4 , {μ[}Μ = (^i , U'L=KL+0.382({v;}i+i-{<}i+i),仿真計算出Κ} +1對應的光刻性能評價指標IyjI λ ‘, t+1，根據(jù)性能評價指標{yjr，t+1獲取對應的光刻性能綜合評價函數(shù)值Fa,，t+1，并進入步驟407。步驟4 0 6、令{<L=U1 , KL=Kh , KL= K},, KL=KL+0-618(KL-KL),仿真計算出{/<L對應的光刻性能評價指標{yA,, t+1，根據(jù)性能評價指標，t+1獲取對應的光刻性能綜合評價函數(shù)值IV，t+1，并進入步驟407。步驟407、當判定時，進入步驟408，否則，令t = t+Ι，返回步驟 403。步驟408、令 Fmin = Hiin {Fu,，t+1，F(xiàn)v, ,t+1，F(xiàn)a , ,t+1，F(xiàn)li,，t+1}，獲取 Fmin 對應的光刻配置參數(shù){Xi}(k,ri，結束一維搜索。步驟106、判斷變量r是否取遍1至η上的所有正整數(shù)，若是則令
權利要求
1.一種基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，具體步驟為步驟101、確定欲優(yōu)化的η種光刻配置參數(shù)，針對每一種光刻配置參數(shù)選定一初始值構成包含η維元素的點IxJ(U) = Ix1, x2，L xn} (ka),i = {1，2丄，11}，并令循環(huán)次數(shù)1^= 1 ；確定每種光刻配置參數(shù)的變化范圍Ixi e [ai，bi]} = {[ai，bJ，[a2，b2]L，[an，bn]}，給定優(yōu)化精度允許誤差ε > 0，最大一維搜索次數(shù)kmax ；步驟102、確定用于評價光刻性能的m種光刻性能評價指標ypj = {l，2，L，m}，并構造m光刻性能綜合評價函數(shù)^7 = _1& _>)；，其中、為針對各光刻性能評價指標設定的比重值；；=1步驟103、設定本循環(huán)第一次搜索點{幻汰。)=^}^切；步驟104、設變量re {l，2，L，n}，取r為{l，2，L，n}內(nèi)未被遍歷的數(shù)，選定搜索方向d(k’ r)，其中 d(k,r)為{cj = {Cl，C2，L，CJ，ii =r 時，Ci = 1，否則 Ci = 0 ；根據(jù)伏}_和{[ai; bj}，更新d(k’rim對應的一維搜索變化范圍為Ixi e [Ui，Vi]}(k,ri，且{["』]}_[{[ 』]};步驟105、從點出發(fā)，沿方向d(k’ri在{[Ui，Vi]}(k,ri范圍內(nèi)進行一維搜索，得到在 d(k’ri方向上最小的F值，記為Fmin，并獲取Fmin對應的點；步驟106、判斷變量r是否取遍1至η上的所有正整數(shù)，若是則令…= ,進入步驟107，否則令=,返回步驟104 ；步驟107、重新獲取搜索方向#’"+1) =；并進一步判斷|p(t’"+1)|的大小，其中Il Il為取模運算，若|#’"+1)|^ ,則進入步驟110;否則進入步驟108;步驟108、設定本循環(huán)中第二次搜索點=,根據(jù){<}_和{[%，bj}，更新^^叫所對應的一維搜索變化范圍為^；^^巧^叫,且{[ ^}汰 +1) [{[ 義]}；步驟109、從點Κ}_出發(fā)，沿方向在{[Ui，Vi]}(k,n+1)范圍內(nèi)進行一維搜索，得到方向上最小的F值，記為Fmin，并獲取Fmin對應的點IxJ(U),并將點IxJ(U)作為下次循環(huán)的第一次搜索點，令k = k+Ι，并返回步驟103 ；步驟110、輸出點{Xi} (k,n+1)，以及點{Xi} (k,n+1)對應的F值，優(yōu)化結束。
2.根據(jù)權利要求1所述基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟104更新搜索范圍時，令PHx^om),更新搜索范圍的具體過程為設定中間變量{HL；步驟201、針對第ρ種光刻配置參數(shù)(zp)k，其中變量ρ e {1,2, L，n}，判斷(dp)(k’ 的正負當(dp)(k,r) > 0時，則令中間變量⑷= ,中間變量(化‘,)=(~)‘ 當(dp)(k,r) < 0時，則令中間變量⑷)(M = ( )，中間變量(iU0M =( )‘當(dp) D = ο時，則令中間變量⑷)(μ = (ζΛ ,中間變量= (ζΑ ；步驟202、判斷變量ρ是否取遍1至η上的所有正整數(shù)，若是則進入步驟203，否則返回步驟201 ；步驟203、針對第ρ種光刻配置參數(shù)(zp)k，判斷(dp) (k’ri是否為0 當(dp)(k,r) = O時，則令=⑷)問，( )問=(化)問；當(dp) (k'r) Φ 0 時，則(up) (k,r) = (zp)k+g(k,r) · (dp)(k,r)，(Vp) (k,r) = (zp)k+h(k,r) · (dp)(k,Γ)；其中為 H:) 中絕對值最小的一個，h(k,ri為中絕對值最小的一個；步驟204、判斷變量ρ是否取遍1至η上的所有正整數(shù)，若是則結束，否則返回步驟203。
3.根據(jù)權利要求1所述基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟108更新搜索范圍時，令= ,更新搜索范圍的具體過程為設定中間變量{HL，<}化 +1)和伐戈工，弋}* +1)；步驟301、針對第ρ種光刻配置參數(shù)(認，其中變量ρ e {1，2丄，11}，判斷(之廣+1)的正負當⑷―D >o時，則令中間變量⑷
4.根據(jù)權利要求1所述基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟105和109中針對每一光刻配置參數(shù)，其進行一維搜索的方法相同，所述一維搜索的具體步驟為設定變量WX，L ,Kjt ,{ν；,ν；,L Xjt、{W,L，A:}(以及{ L ,μ'η\ ； 步驟401、當進行步驟105中的一維搜索時，令Kli,Kl, i = {1,2,L, η}，并設定一維搜索精度因子δ ;當進行步驟109中的一維搜索時，令{<1=^‘， +1),
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于模式搜索法光刻配置參數(shù)的優(yōu)化方法，具體步驟為確定優(yōu)化光刻配置參數(shù)以及光刻性能綜合評價函數(shù)；在給定的所搜方向上更新一維搜索范圍，在一維搜索范圍內(nèi)進行一維搜索，獲取最小光刻性能綜合評價函數(shù)對應的光刻配置參數(shù)點；獲取新的一維搜索方向并進行一維搜索，獲取最小光刻性能綜合評價函數(shù)對應的光刻配置參數(shù)點；當循環(huán)次數(shù)達到最大或滿足精度要求時，則結束優(yōu)化。本發(fā)明統(tǒng)籌考慮各種光刻評價指標，通過構造具有多種光刻性能評價指標的評價函數(shù)，實現(xiàn)對優(yōu)化結果進行評價，因此使得優(yōu)化后的光刻配置參數(shù)可實現(xiàn)很好的光刻性能。
文檔編號G03F7/20GK102360171SQ201110353960
公開日2012年2月22日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權日2011年11月9日
發(fā)明者李艷秋, 郭學佳 申請人:北京理工大學