一种复眼照明系统的匹配方法与流程

1.本发明涉及光刻技术领域，具体而言，涉及一种复眼照明系统的匹配方法。


背景技术：

2.极紫外光刻(extreme ultraviolet lithography，euvl)是一种采用波长为13.5nm的极紫外光作为工作波长的投影光刻技术。根据瑞利判据(rayleigh criterion)，采用极紫外光刻技术可以得到更小的曝光系统分辨率，进而使euv成为实现7nm及其以下技术节点集成电路产业化的首选技术。
3.为了满足不同掩模版最优光刻分辨率的照明要求，现有技术提供了一种双排复眼光学设计。在该方案中，通过选用的光阑复眼以及，调整视场复眼与光阑复眼的匹配可以优化该系统在掩模面上照明的均匀性，因此视场复眼的光阑复眼与视场复眼的匹配方法成为极紫外光刻照明系统的关键技术。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的是针对上述问题，提供一种复眼照明系统的匹配方法。
5.根据本公开的第一方面，提供了一种复眼照明系统的匹配方法，包括配置有光阑复眼的光阑复眼基板和配置有视场复眼的视场复眼基板，其特征在于，包括：
6.获取每种照明模式下可用光阑复眼的位置，所述可用光阑复眼可与视场复眼相互匹配，使得入射光能够射入掩膜版并形成照明；
7.获取所述可用光阑复眼与视场复眼的最优组合，以及获得所述最优组合时所述可用光阑复眼的初始角；所述最优组合使得多种所述照明模式并存时，多种所述照明模式入射光入射掩膜版时的入射方向与该掩膜版法向方向形成的夹角之和为最小；
8.对当所述可用光阑复眼与视场复眼为最优组合时重复组合所述可用光阑复眼进行重新放置获得所述可用光阑复眼与视场复眼的最终组合。
9.对于无法放置的光阑复眼所匹配的视场复眼，则通过转动偏离照明光路，使其不参与重复的照明模式。
10.在一些可能的实现方式中，还包括：通过分型方法获取每种照明模式下可用光阑复眼的位置。
11.在一些可能的实现方式中，获取每种照明模式下可用光阑复眼的位置的具体方法包括：
12.根据相干因子确定每种照明模式的比例系数；
13.在相干因子的范围内对该种照明模式所形成的形状进行等比例缩放；
14.pf矩阵与分形矩阵重合次数为奇次时，将该位置的光阑复眼赋值为1，重合次数为偶次时，将该位置的光阑复眼赋值为0；
15.当值为1的光阑复眼与视场复眼的个数相同时结束分型。
16.在一些可能的实现方式中，通过匈牙利算法获取获取所述可用光阑复眼与视场复
眼的最优组合。
17.在一些可能的实现方式中，获取所述可用光阑复眼与视场复眼的最优组合的具体方法包括：
18.—对每种照明模式中的所述可用光阑复眼和视场复眼进行一对一匹配；
19.—以入射光入射到掩膜版时的入射方向与掩膜版法向方向的夹角之和最小为条件对多种照明模式中所述可用光阑复眼和视场复眼的匹配结果求解；
20.—获取所述可用光阑复眼与视场复眼的最优组合以及此时所述可用光阑复眼的初始角。
21.在一些可能的实现方式中，通过循环压栈算法对所述被重复组合的可用光阑复眼进行重新放置，并使无法放置的光阑复眼所匹配的视场复眼通过转动偏离照明光路，使其不参与重复的照明模式的照明。
22.在一些可能的实现方式中，所述重复组合的可用光阑复眼进行重新放置，并使无法放置的光阑复眼所匹配的视场复眼不参与重复的照明模式具体方法包括：
23.—以所有所述照明模式中的所述可用光阑复眼以及，所有所述照明模构建矩阵mask；
24.—将对应唯一一种照明模式的光阑复眼标记为非复用光阑复眼，将对应至少两种照明模式的同一光阑复眼标记为复用光阑复眼；
25.—通过循环压栈算法获得所述可用光阑复眼与视场复眼的最终组合。
26.本公开的匹配方法至少具有优势如下：通过本公开的优化匹配方法，可以获得可用光阑复眼与视场复眼的最佳组合，该使得入射到掩膜版上的euv光有相对最高的能量利用率和照明均匀性。
27.本公开的实施例结果在通过光线追迹仿真后得到的结果显示，利用本公开的方法，euv光在研磨面上照明均匀性，每种照明模式的均匀性均小于1％，完全满足euv照明系统的均匀性要求。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1示出本公开的一个实施例的复眼照明系统中视场复眼与光阑复眼匹配方法流程图；
30.图2示出本公开的一个实施例通过分形得到四种照明模式下分别选用的光阑复眼分布；
31.图3示出本公开的一个实施例中通过分形得到的四种照明模式所选用的所有光阑复眼分布；
32.图4示出本公开的一个实施例中通过分形方法选取照明模式的流程图；
33.图5示出本公开的一个实施例中的矩阵mask的生成规则；
34.图6示出本公开的一个实施例中循环压栈算法的流程图；
35.图7示出本公开的一个实施例中经lighttools仿真后研磨面上照明均匀性检验结果。
具体实施方式
36.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
37.现有技术公开了一种照明系统，使光束通过双排复眼(视场复眼与光阑复眼)反射、再通过双中继镜反射后入射到掩膜版上形成照明。在该照明系统中，为了工程可实现性，视场复眼镜片配置可以在平面内转动、反射面有特定曲率半径、镜体为弧形的反射镜；而光阑复眼镜片被配置为只可以有初始转角的固定不可转动的平面反射镜。
38.由于照明系统确定后，视场复眼与光阑复眼的个数也随之确定。因此基于该照明系统的调整方法为：发出的euv光先入射到视场复眼基板上，通过调整视场复眼基板上的每一个视场复眼在其所在平面内的转动；使euv光经过视场复眼反射到射入光阑复眼基板上特定的光阑复眼形成匹配，只有与视场复眼相匹配的光阑复眼的反射光才能最终入射在掩模版上并形成照明。
39.发明人考虑到，影响该系统中euv光在掩模面上照明的均匀性的关键因素是euv光先后经过视场复眼、光阑复眼反射后入射到掩膜版时，其入射方向与掩模版法向方向的夹角。该夹角越小则入射到掩膜版上的光有越高的能量利用率和照明均匀性。而在实际应用时是由多束经不同视场复眼、光阑复眼组合反射后的euv光入射至掩膜版进行照明的，因此通过优化视场复眼、光阑复眼的组合，能够实现通过合理配置视场复眼、光阑复眼达到从整体上缩小euv光入射方向与掩模版法向方向的夹角的效果，进而使得入射到掩膜版上的euv光有相对最高的能量利用率和照明均匀性。
40.具体而言，本公开提供了一种复眼照明系统的匹配方法，具有配置有光阑复眼的光阑复眼基板和配置有视场复眼的视场复眼基板，该匹配方法具体包括(参考图1)：
41.s1获取每种照明模式下可用光阑复眼的位置，所述可用光阑复眼可与视场复眼相互匹配，使得入射光能够射入掩膜版并形成照明；
42.s2获取所述可用光阑复眼与视场复眼的最优组合，以及获得所述最优组合时所述可用光阑复眼的初始角；所述最优组合使得多种所述照明模式并存时，多种所述照明模式入射光入射掩膜版时的入射方向与该掩膜版法向方向形成的夹角之和为最小；
43.s3对当所述可用光阑复眼与视场复眼为最优组合时被重复组合所述可用光阑复眼进行重新放置，并使无法放置的光阑复眼所匹配的视场复眼通过转动偏离照明光路，使其不参与重复的照明模式，进而获得所述可用光阑复眼与视场复眼的最终组合。
44.对于s1，获取每种照明模式下可用光阑复眼的位置，所述可用光阑复眼可与视场复眼相互匹配，使得入射光能够射入掩膜版并形成照明。
45.所述照明模式是指，在光阑复眼基板上选用位于不同位置的光阑复眼，从其在光
阑复眼基板上的分布来看，所选用的光阑复眼会在光阑复眼基板上形成不同形状。由于每种照明模式都会根据光刻的需要给定相干因子ε，因此相干因子ε限制了能够选取的光阑复眼的范围。
46.在一个实施例中，通过将光阑复眼基板上的每一个光阑复眼抽象成矩阵的元素，而选取矩阵不同位置的元素，即是选取不同的光阑复眼，继而形成不同照明模式。在该实施例中，采用分型的方法获取不同的照明模式z
i
(i∈[1,4])，以及该种照明模式下选用的光阑复眼集合{pf}
i
(第一光阑复眼集合)。具体如下(图2)：
[0047]
设被选中的位置元素的值为1，未被选中的位置元素的值为0；
[0048]
通过相干因子ε确定每种照明模式的比例系数p＝p0；
[0049]
在相干因子ε范围内进行等比例缩放照明模式形状，比例系数为p；
[0050]
如果p>ε则结束；如果在相干因子ε范围内光阑复眼矩阵与分形矩阵重合次数为奇次，则该位置的元素值为1，如果重合次数为偶次则该位置的元素值为0；
[0051]
如果1元素个数与ff个数相同则结束。
[0052]
通过分型方法可以获得不同照明模式下所选用的光阑复眼的分布情况，如图3所示。其中，图中的1号图像是圆形照明模式所使用的光阑复眼分布，2号图像是环形照明模式所使用的光阑复眼分布，3号图像二级照明模式所使用的光阑复眼分布，4号图像是四级照明模式所使用的光阑复眼分布。不同的照明模式由于选用的光阑复眼不同，因此形成的分布图像不同，即光阑复眼所代表的在所述光阑复眼基板上的位置信息不同。其中，图3是以四种照明模式为例进行说明，并不构成对本公开的任何限制。
[0053]
对于s2，获取所述可用光阑复眼集合与视场复眼的最优组合，以及获得所述最优组合时所述可用光阑复眼的初始角；所述最优组合使得多种所述照明模式并存时，多种所述照明模式入射光入射掩膜版时的入射方向与该掩膜版法向方向形成的夹角之和为最小。
[0054]
在给定相干因子后，通过分形算法能够得到每种照明模式中可用光阑复眼的分布。对于任意一种照明模式，分形方式都可以在相干因子范围内得到多种解，即多种满足条件的光阑复眼选用分布。
[0055]
又由于euv光先后经过视场复眼、光阑复眼反射后入射到掩膜版时，其入射方向与掩模版法向方向的夹角越小则入射到掩膜版上的euv光有有越高的能量利用率和照明均匀性。因此以入射光的入射方向与掩模版法向方向的夹角α
n，m
作为匹配元素作为匹配条件，使让每一个视场复眼与可用光阑复眼进行一对一配对，并以多种照明模式中在该夹角α
n，m
之和最小作为评价标准，得到最优解的视场复眼、光阑复眼的匹配组合。同时，以此时求得夹角α
n，m
为可用光阑复眼的初始角。具体如下：
[0056]
记所有视场复眼构成的集合为{ff}，设{ff}元素数量为m，将{ff}中每一个元素(即视场复眼)进行编号，将可用光阑复眼集合{pf}
i
中的所有元素(即光阑复眼)也进行编号。
[0057]
以经任意视场复眼(如ff
m
)反射后的入射光，打在某一光阑复眼(如pf
n
)上(m,n∈[1,m])然后反射光入射到掩膜版后，入射方向与掩模版法向方向夹角为α
n，m
作为匹配元素。
[0058]
以所有照明模式中的匹配元素α
n，m
构建视场复眼
‑
光阑复眼匹配元素矩阵，对每一个视场复眼元素(所代表的位置信息)与可用光阑复眼元素(所代表的的位置信息)进行一对一配对，取所有配对结果中之和α
n，m
最小的为最优解。
[0059]
同时，通过该匹配结果获取可用光阑复眼的初始角集合{α}和{β}。
[0060]
如图4所示的，通过分形计算出四种照明模式下的所有光阑复眼的分布，其中不同幅值以不同颜色标识、表示具体被几种照明模式所使用。其中，幅值最高的光阑复眼即为该四种照明模式下的最优解。
[0061]
对于s3，对当所述可用光阑复眼与视场复眼为最优组合时被重复组合所述可用光阑复眼进行重新放置，获得所述可用光阑复眼与视场复眼的最终组合。
[0062]
对经上述处理步骤得到的多种照明模式中的所有可用光阑复眼定义为集合{pf}，并将可以解出视场复眼和光阑复眼的最优匹配组合，定义为：{z
i
{(ff
m
‑
ff
n
)}}。
[0063]
以可用光阑复眼集合{pf}为行，照明模式为列，构建矩阵mask。其中，矩阵中的1代表该模式使用了对应行的可用光阑复眼镜片，0代表并未使用，矩阵中每个元素是1还是0可以根据可用光阑复眼集合{pf}
i
确定。
[0064]
该mask矩阵满足如下条件：
[0065]
每行至少有一个1；
[0066]
每行元素和小于等于照明模式数量；
[0067]
每一列的和为m，即与ff的数量相同。
[0068]
每行只有一个1元素则称该行对应的pf为“非复用”pf；
[0069]
每行1元素数量大于1，则称该行对应的pf为“复用”pf；
[0070]
元素为1的位置称为“放置点”。
[0071]
通过循环压栈算法将视场复眼集合{ff}中的元素放置入矩阵mask中元素为1的位置。放入规则如下：
[0072]
每个元素为1的位置只能放入不多于1个ff；
[0073]
每个元素为0的位置不放入ff；
[0074]
每一列中不存在重复的ff；
[0075]
每一行必须为同一个ff(该矩阵mask如图5所示)。
[0076]
其中，具体的循环压栈算法如下(参考图6)：
[0077]
s301.按照{z
i
{(ffm
‑
ffn)}}方案在mask矩阵中放置ff。i＝1，w＝m，j＝1；
[0078]
s302.令z
i 1
列元素为1并且该元素所在行的z
i
列也为1的位置的行所有“放置点”中ff编号与z
i
列相同；
[0079]
s303.删除z
i 1
中具有相同编号的ff。若i＝5则转到步骤s304；否则i＝i 1，转到步骤s302；
[0080]
s304.令z1列元素为1并且该元素所在行的z4列也为1的位置的行所有“放置点”中ff编号与z4列相同。删除z1中具有相同编号的ff。得到z1列中未放置的ff集合{ff}
no
，其元素数量为w。若w＝0则结束，否则转到步骤s305；
[0081]
s305.将{ff}
no
中所有元素序号 j，放入堆栈中，j＝j 1。将最大编号元素需要变为堆栈第一个元素，形成循环压栈。若j>m则结束，否则转到步骤s302。
[0082]
通过上述方法可以确定可用光阑复眼{pf}与视场复眼{ff}的所有照明模式下的匹配方式以及该匹配方式下对应的可用光阑复眼的初始角度。
[0083]
经过上述处理，通过上述处理后对本实施例的匹配方法进行检测，通过lighttools软件进行光线追迹仿真后得到的四种照明模式在研磨面上照明均匀性，每种照
明模式的均匀性均小于1％，完全满足euv照明系统的均匀性要求(图7)。
[0084]
尽管已经通过优选实施例进一步详细说明和描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下从其中得出其他变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。