光源偏振优化方法和光源-掩膜-偏振优化方法

摘要

本发明提供一种光源偏振优化方法和光源-掩膜-偏振优化方法。所述光源偏振优化方法包括：将光源分成多个源块；将每个所述源块设置为具有多个偏振状态；基于所设置的每个所述源块的多个偏振状态计算所述光源的所有偏振配置；在测试图形上测试所述所有偏振配置；以及基于所述测试选择最佳偏振配置作为所述光源的最终偏振配置，所述最佳偏振配置针对所述测试图形具有最大工艺窗口。本发明所提供的光源偏振优化方法可以在实施光源-掩膜优化之后实施，以实现有效的光源-掩膜-偏振优化，从而大大提高光刻成像的质量。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种光源偏振优化方法和光源-掩膜-偏振优化(source-mask-polarization optimization)方法。

背景技术

随着集成电路的复杂度越来越高，特征尺寸也变的越来越小。当集成电路的特征尺寸接近光刻机曝光的系统极限，即特征尺寸接近或小于光刻光源时，硅片上制造出的版图会出现明显的畸变。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。

随着技术往关键尺寸更小的方向发展，仅对掩膜实施优化的常规光学邻近修正(Optical Proximity Correction,OPC)可能无法满足日益严格的关键尺寸的规格要求。在这种情况下，可以对照射源/光源也进行优化，以提高光刻保真度，即进行光源-掩膜优化(SMO)。然而，有时SMO仍然不能满足日益严格的关键尺寸的规格要求而需要进一步提高光刻系统成像分辨率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种光源偏振优化方法，所述光源偏振优化方法包括：将光源分成多个源块(panel)；将每个所述源块设置为具有多个偏振状态；基于所设置的每个所述源块的多个偏振状态计算所述光源的所有偏振配置；在测试图形上测试所述所有偏振配置；以及基于所述测试选择最佳偏振配置作为所述光源的最终偏振配置，所述最佳偏振配置针对所述测试图形具有最大工艺窗口(process window,PW)。

在本发明的一个实施例中，所述将光源分成多个源块包括将光源分为四个源块。

在本发明的一个实施例中，所述将每个所述源块设置为具有多个偏振状态包括将每个所述源块设置为具有四个偏振状态。

在本发明的一个实施例中，所述四个偏振状态包括沿水平轴向的偏振状态、沿竖直轴向的偏振状态以及沿关于水平轴向成正/负预定角度的方向的偏振状态。

在本发明的一个实施例中，所述预定角度为45度。

在本发明的一个实施例中，所述光源共包括256个偏振配置。

在本发明的一个实施例中，所述光源为经优化的光源。

在本发明的一个实施例中，所述偏振状态为横电波(TE)模式。

在本发明的一个实施例中，所述光源偏振优化方法能够应用于28纳米及其以下的工艺节点。

本发明还提供了一种光源-掩膜-偏振优化方法，所述光源-掩膜-偏振优化方法包括：在实施光源-掩膜优化之后，实施如权利要求1-9中的任一项所述的光源偏振优化方法。

本发明所提供的光源偏振优化方法可以在实施光源-掩膜优化之后实施，以实现有效的光源-掩膜-偏振优化，从而大大提高光刻成像的质量。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出了根据本发明实施例的光源偏振优化方法的流程图；

图2示出了根据本发明实施例的光源偏振优化的示意图；以及

图3示出了根据本发明实施例的光源-掩膜-偏振优化的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

在当前阶段，光源-掩膜优化(source-mask optimization，SMO)的研究主要针对1x工艺节点。光源-掩膜-偏振优化(SMPO)是一种更为先进的光刻分辨率增强技术，SMPO在SMO中引入偏振态变量，增大了优化自由度，其利用光源、掩膜及偏振态之间的相互作用，通过改变光源强度、光源电矢量方向角和掩膜拓扑结构，达到提高光刻成像质量的目的。然而，当前SMPO仍处于理论研究阶段，缺乏一种实施SMPO的方法。

本发明提供了一种光源偏振优化方法。图1示出了根据本发明实施例的光源偏振优化方法100的流程图。如图1所示，光源偏振优化方法100包括以下步骤：

步骤101：将光源分成多个源块。光刻设备通常包括照射系统。照射器接收来自光源(例如激光器)的辐射，并且产生照射束用于照射图案形成装置。在通常的照射器内，束被成形并控制成使得在光瞳面处束具有期望的空间强度分布，也称为照射模式。照射模式的类型的示例有常规的、双极、不对称的、四极、六极以及环形照射模式。可以基于照射模式将光源分成多个源块。例如，在一个实施例中，光源为四极照射模式，可以将光源分为四个源块，如图2示出的，将光源分为四个源块，分别为A、B、C和D。

步骤102：将每个源块设置为具有多个偏振状态。在步骤101中所述的束可以是偏振的，正确的偏振的束可以提高图像对比度和/或改善曝光宽容度。继续上面的示例，可以将每个源块(例如图2中的A、B、C和D)分别设置为具有多个偏振状态。在一个实施例中，可以将每个源块设置为具有四个偏振状态，该四个偏振状态例如可以是沿水平轴向(例如x轴)的偏振状态、沿竖直轴向(例如y轴)的偏振状态以及沿关于水平轴向(例如x轴)成正/负预定角度的方向的偏振状态。其中，预定角度例如可以设置为45度。正如图2所示的，针对四个源块A、B、C和D，每个源块具有四个偏振状态，分别为沿x轴、沿y轴以及沿关于x轴成正/负45度角的方向的偏振状态。这些偏振状态例如可以为TE模式的。

步骤103：基于所设置的每个源块的多个偏振状态计算光源的所有偏振配置。基于步骤102中的多个偏振状态，可以计算出光源的所有偏振配置。继续上面的示例，图2中所示的四个源块A、B、C和D中的每一个源块分别具有沿x轴、沿y轴以及沿关于x轴成正/负45度角的方向的四个偏振状态，因此可以计算出包括源块A、B、C和D的整个光源共包括256个偏振配置。

步骤104：在测试图形上测试所有偏振配置。在计算出光源的所有偏振配置之后，可以对其进行测试，以获得最能提高光刻质量的偏振配置。

步骤105：基于该测试选择最佳偏振配置作为光源的最终偏振配置，最佳偏振配置针对测试图形具有最大工艺窗口。基于步骤104的测试，可以从中选择最佳的偏振配置。最佳偏振配置例如可以为针对测试图形具有最大工艺窗口的偏振配置。将所选择的偏振配置作为光源的最终偏振配置，即实现了光源偏振优化。

根据本发明的实施例，上述光源偏振优化方法中的光源可以为经优化的光源。例如上述光源偏振优化方法可以是在实施光源-掩膜优化之后实施的方法，即上述光源偏振优化方法中的光源为经光源-掩膜优化之后(post-SMO)的光源。这样，可以实现有效的光源-掩膜-偏振优化，正如图3所示出的。因此，上述方法可以大大提高光刻成像的质量，能够满足日益严格的关键尺寸的规格要求，例如能够应用于28纳米及其以下的工艺节点。

本发明还提供了一种光源-掩膜-偏振优化方法，该光源-掩膜-偏振优化方法包括：在实施光源-掩膜优化之后，实施上述光源偏振优化方法。该方法可以有效实施光源-掩膜-偏振优化，大大提高光刻成像的质量。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。