技术领域
[0001] 本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种光源掩膜协同优化方法。
相关背景技术
[0002] 在半导体领域，光刻是集成电路生产中的一个重要工艺，具体的，可以通过曝光，将掩膜版上的掩膜图形按照一定比例成像到要加工的对象上。随着集成电路的发展，半导体器件的尺寸逐渐减小，人们对于增大光刻分辨率和光刻工艺窗口(process window，PW)的需求越来越强烈，其中，光刻工艺窗口指保证掩膜图形能够正确复制到硅片上的曝光剂量和离焦量范围，可以包含三个信息：成像精确度、曝光度和焦深。
[0003] 现有技术中，可以通过对掩膜和光源参数进行优化可以有效增大光刻工艺窗口，例如在28nm技术节点以后，光源掩膜协同优化(Source Mask Optimization，SMO)方法被广泛采用。
[0004] 然而，现有的光源掩膜协同优化过程中仍存在诸多问题。
具体实施方式
[0022] 如背景技术所述，现有的光源掩膜协同优化过程中仍存在诸多问题。以下将进行具体说明。
[0023] 现有的光源掩膜协同优化软件(即：SMO软件)中，光源优化的流程为：从初始光源出发(一般为传统照明或环形照明)，先进行无限制的连续光源/掩模版优化，找到初步最优解之后，在此基础上加上对光源的限制和对掩模版的限制进行后续的优化。最终得到一个最优化的输出。为了避免寻找到的结果是局部最优解而不是全局最优解，在SMO软件中设计了一步“重启”，即从最初始的光源出发，重新大范围的搜索最优解。尽管“重启”步骤的存在可以最大程度上保证最终的输出是全局最优解，但是这种全范围搜寻的优化方式极大的延长了软件解算的速度。由于光源的初步优化是基于初始光源，而不同的光刻层次对于光源的需求有极大的不同，如果初始光源设定不合理，与该光刻层次的图形所需的最佳光源差异较大，会极大的降低搜索到全局最优解的速度。同时，在某些极端的条件下，由于受到解算步骤的总数及解算时长的限制，即使“重启”步骤的存在也无法保证最终输出是全局最优解。
[0024] 为了解决上述问题，本发明提供一种光源掩膜协同优化方法，根据最佳光源位置公式获取掩膜版图对应的最佳光源位置信息；并根据所述最佳光源信息对所述初始光源进行调整，获取预优化光源。由于获取的预优化光源的位置分布和最终获取的优化光源的位置分布均符合最佳光源位置公式，进而能够有效减少所述光源掩膜协同优化模型对所述预优化光源进行优化处理的时间，提升光源掩膜协同优化的收敛速度。
[0025] 为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0026] 图1是本发明实施例的光源掩膜协同优化方法流程图，包括：
[0027] 步骤S101，提供初始光源；
[0028] 步骤S102，根据最佳光源位置公式获取掩膜版图对应的最佳光源位置信息；
[0029] 步骤S103，根据所述最佳光源信息对所述初始光源进行调整，获取预优化光源；
[0030] 步骤S104，根据光源掩膜协同优化模型对所述预优化光源进行优化处理，获取优化光源。
[0031] 以下结合附图对所述光源掩膜协同优化方法的步骤进行详细说明。
[0032] 图2至图8是本发明实施例的光源掩膜协同优化方法具体过程各步骤的结构示意图。
[0033] 请参考图2，提供初始光源100。
[0034] 在本实施例中，所述初始光源100即为未经过任何优化的原始光源，一般为传统照明光源或环形照明光源。
[0035] 请参考图3，在提供所述初始光源100之后，根据最佳光源位置公式获取掩膜版图对应的最佳光源位置信息σ。
[0036] 需要说明的是，在本实施例中，对于任意一个具有固定空间周期(即相邻图形的中心间距尺寸)的图形组来说，当光源点在光瞳内的位置和空间周期的关系符合最佳光源位置公式时，衍射光和入射光完全对称，成像具有最佳的对比度。干涉形成的空间像在离焦位置的对比度受到cos(Δkzz+Φ)的影响，其中Δkz为入射光与衍射光的Z方向波矢分量的差值。Φ为衍射光与入射光的初始相位差。只有当入射光和衍射光完全对称时Δkz为0，空间像才具有最佳的对比度，且离焦后的对比度不下降。因此，在后续通过源掩膜协同优化模型优化后获取的优化光源的位置分布符合所述最佳光源位置公式。
[0037] 在本实施例中，所述掩膜版图具有若干不同方式排布的掩膜图形组。
[0038] 在本实施例中，根据最佳光源位置公式获取掩膜版图对应的最佳光源位置信息σ的方法包括：所述最佳光源位置公式为：σ＝λ/(2P*NA)，获取所述最佳光源位置公式中的参数λ、参数P以及参数NA，其中参数λ为所述初始光源100的波长；参数P为每个所述掩膜图形组中相邻掩膜图形的中心间距尺寸；参数NA为光刻机的数值孔径；将获取的参数λ、参数P以及参数NA代入所述最佳光源公式，获取最佳光源位置信息σ。
[0039] 若干不同方式排布的掩膜图形组包括：第一掩膜图形组201、第二掩膜图形组202和第三掩膜图形组203中的一种或多种。
[0040] 请参考图4，所述第一掩膜图形组201包括：沿第一方向X平行排布的若干第一掩膜图形201a，所述第一掩膜图形201a沿第二方向Y延伸，所述第一方向X与所述第二方向Y垂直；相邻掩膜图形的中心间距尺寸P为：相邻所述第一掩膜图形201a在所述第一方向X上的中心间距尺寸。
[0041] 请参考图5，所述第二掩膜图形组202包括：沿第二方向Y平行排布的若干第二掩膜图形202a，所述第二掩膜图形202a沿第一方向X延伸，所述第一方向X与所述第二方向Y垂直；相邻掩膜图形的中心间距尺寸P为：相邻所述第二掩膜图形202a在所述第二方向Y上的中心间距尺寸。
[0042] 请参考图6，所述第三掩膜图形组203包括：分别沿第一方向X和第二方向Y阵列排布的若干第三掩膜图形203a，所述第一方向X与所述第二方向Y垂直；相邻掩膜图形的中心间距尺寸P为：相邻所述第三掩膜图形203a在所述第一方向X上的中心间距尺寸、以及相邻所述第三掩膜图形203a在所述第二方向Y上的中心间距尺寸。
[0043] 在本实施例中，若干不同方式排布的掩膜图形组包括：第一掩膜图形组201和第二掩膜图形组202。
[0044] 请参考图7，根据所述最佳光源信息σ对所述初始光源100进行调整，获取预优化光源300。
[0045] 在本实施例中，由于获取的预优化光源300的位置分布和最终获取的优化光源的位置分布均符合最佳光源位置公式，进而在后续能够有效减少光源掩膜协同优化模型对所述预优化光源300进行优化处理的时间，提升光源掩膜协同优化的收敛速度。
[0046] 需要说明的是，在本实施例中，所述最佳光源位置公式中的σ并不是传统意义上的半径，而是需要根据沿所述第一方向X平行排布的若干第一掩膜图形201a、以及沿所述第二方向Y平行排布的若干第二掩膜图形202a分开计算的。
[0047] 在本实施例中，根据所述最佳光源信息σ对所述初始光源100进行调整，获取预优化光源300的方法包括：提供光源宽度尺寸d；在光瞳内沿掩膜图形排布方向上与光瞳直径之间的距离σ‑d/2至σ+d/2范围内的光源点赋予光强值，其中光瞳直径R的延伸方向与掩膜图形排布方向垂直。
[0048] 在本实施例中，根据所述最佳光源信息σ对所述初始光源100进行调整，获取预优化光源300的方法还包括：在光瞳内沿掩膜图形排布方向上与光瞳直径R之间的距离σ/2‑d/2至σ/2+d/2范围内的光源点赋予光强值。
[0049] 在本实施例中，根据所述最佳光源信息σ对所述初始光源100进行调整，获取预优化光源300的方法还包括：在光瞳内沿掩膜图形排布方向上与光瞳直径R之间的距离d/2范围内的光源点赋予光强值。
[0050] 在本实施例中，由于所述掩膜版图中具有不同排布方式的掩膜图形组，如果每组掩膜图形组都选用各自对应的最佳光源位置，往往会对其他的掩膜图形组的曝光显影造成一定的影响。而且后续的光源掩膜协同优化模型在进行优化时也会考虑到不同掩膜图形组会产生相互影响的因素，摒弃部分掩膜图形组所对应的最佳光源位置。因此，通过在光瞳内沿掩膜图形排布方向上与光瞳直径R之间的距离σ/2‑d/2至σ/2+d/2、以及d/2范围内的光源点赋予光强值，为后续的光源掩膜协同优化模型提供更多的次优级的光源位置选择，以减小由所述预优化光源300到最终的优化光源之间的优化时间，进一步提升光源掩膜协同优化的收敛速度。
[0051] 在本实施例中，所述光源宽度尺寸d的范围根据经验值可取0.08～0.12[0052] 在本实施例中，在光瞳内沿掩膜图形排布方向上与光瞳直径R之间的距离σ‑d/2至σ+d/2、σ/2‑d/2至σ/2+d/2、d/2范围内的光源点赋予光强值1，剩余的所述光瞳内的光源点不赋予光强值，即光强值为0。
[0053] 请参考图8，根据光源掩膜协同优化模型对所述预优化光源300进行优化处理，获取优化光源400。
[0054] 在本实施例中，所述光源掩膜协同优化模型会在所述预优化光源300的基础上进行优化计算，如考虑到不同掩膜图形组会产生相互影响的因素，摒弃部分掩膜图形组所对应的最佳光源位置，选择次优级的光源位置；又比如重新调整光源位置内的光强值等。
[0055] 本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
