[发明专利]用于基于全局优化的无掩模光刻光栅化技术的方法和系统

说明书

本申请要求2005年1月28日递交的、题目为“Method and Systemfor a Maskless Lithography Rasterization Technique Based On GlobalOptimization”美国临时申请No.60/647,459的优先权，将其全部内容一并在此作为参考。

技术领域

本发明涉及无掩模光刻(MLL)和光学无掩模光刻(OML)领域。

背景技术

OMS是传统(即基于掩模的)光刻的扩展。然而在OML中，不再使用光掩模，动态地实时驱动微光机电系统(MEMS)器件上的数千万个微镜像素以产生所需图案。由于由像素所施加的固定网格以及深紫外(DUV)波长的短脉冲持续时间受激准分子激光器的使用，要求灰度缩放的空间调制。因此，这些类别的MEMS器件公知为空间光调制器(SLM)。

SLM可以利用几种几何传动类型(例如倾斜、定位等)用于产生图像。通过使用与传统的基于掩模光刻扫描器相同的波长和抗蚀剂，OML直接与现有的线路设备兼容，并且可以将其集成到具有相同轨道和刻蚀装置的现有制作设备中。OML在较少的时间提供更多的设计轮次，以促进芯片产量和速度的优化。

OML和传统的基于掩模光刻之间的一个重要的概念上的差别起源于在OML中使用的SLM和传统掩模之间的差别。SLM由许多像素组成，每一个像素均具有按照可控方式来改变其光学性能的能力。典型地，每一个像素在尺寸上是亚分辨率(sub-resolution)的，并且可以选用许多可能状态的一种。一些SLM设计利用光调制的物理原理，所述光调制不必等效于在传统掩模设计中所利用的光调制。例如，通过改变光偏转度操作对镜子像素的倾斜，这不必与传统掩模的片断等效。

除了定义SLM本身的必要说明之外，OML中的主要挑战之一是理解使用SLM像素来复制所需图案是如何好。在该领域存在重要挑战的光栅化(rasterization)是用于配置SLM像素以复制图案的一种技术。更具体地，给定掩模图案或图案的所需性质的描述，确定导致掩模图案或非常接近所需图案的SLM像素的状态不是容易的任务。

在文献中已经描述了几种用于OML光栅化的方法。一种这样的方法是图像优化。通过在考虑像素之间的特征临近效应和光干涉的同时执行像素状态的重复以印刷所需图案，图像优化试图解决优化问题。在概念性层面上，该方法紧接着许多技术，用于针对传统掩模设计的光学临近效应校正(OPC，optical proximity effect correction)特征。

因为可以在虚像的性质方面(或者可能地甚至在抗蚀剂中的图像方面)明确地表达优化的目标函数，图像优化措施允许待印刷图案的所需性质相对精确的控制。原理上为了实现优化，人们可以在特定的位置放置一个边缘，其中沿该边缘的归一化强度对数斜率(NILS，normalizedintensity log slope)满足特定阈值。

然而，与图像优化相关联的主要挑战是相当高的计算成本，每一个重复均包含虚像的重新估计以及其相对于像素状态的导数。

公知为远离网格滤波器(OGF：off grid filter)的第二传统方法通过选择SLM像素的状态为接近光栅化的理想掩模的衍射场来工作。在OGF方法中，该逼近是局部地执行的。即，利用几个相邻像素来对由一个或更多这些像素覆盖的掩模框架产生的衍射场进行近似。局部近似允许这些相邻像素的状态的预计算(与选定滤波器模板(filter stencil)相对应的网格滤波器系数)。OGF的优点是相当快，并且可以在通过向图案的给定描述施加已预计算的滤波器来实时地执行。然而，实现所述优点而受到的一些折衷如下：

(i)因为滤波器模板包含有限数目的相邻像素，已滤波像素装置的光瞳场的匹配总是近似的，尽管针对预光学分辨率波长相比较小的像素尺寸，可以使该近似相对较小。

(ii)在OGF方法的许多变体中，像素的已滤波状态通常不满足由SLM像素设计在像素上强加的约束。一种选择是引入缩放因子，尽可能多地减少图像强度以满足所述约束。然而，该选择引入了光损耗，这通常不是所希望的。

(iii)在OGF方法的许多变体中，潜在的要求是应该将已调制的像素由灰色调正方形(graytone square)很好地进行近似。这种近似正方形的灰色调应该是实数值并且在正方形两端是常数。这些条件的第一条件对于活塞(piston)镜像素不是有效的，并且第二条件仅针对倾斜镜像素进行近似。