[发明专利]光刻机匹配方法

说明书

一种光刻机匹配方法，本方法以空间像关键尺寸作为描述光刻机成像性能的参数，通过遗传算法优化像素化描述的光刻机的照明光源，实现光刻间高精度匹配。本发明充分利用了自由照明系统光源自由度高的优势，提高了现有方法的匹配精度，适用于具有自由照明系统的浸没式光刻机或干式光刻机之间的匹配。

技术领域

本发明涉及光刻机，尤其是一种用于具有自由照明系统的光刻机匹配方法。

背景技术

光刻工艺是集成电路芯片制造的核心工艺。为降低经济和时间成本，光刻工艺的研发通常都是在特定一台光刻机上完成的。芯片量产时需将光刻工艺转移到产线上的多台光刻机上。不同型号光刻机的光刻性能存在较大差异，即使相同型号的光刻机由于其硬件指标的微小差异，也可能会导致包括成像质量在内的光刻性能存在较大差异。产线上光刻机，称为待匹配光刻机，与工艺研发光刻机，称为参考光刻机，之间的性能差异，会导致光刻工艺转移失败。为实现光刻工艺快速转移、扩大产能并提高芯片制造成品率，必须进行光刻机匹配、通过调整光刻机可调参数使得待匹配光刻机的成像性能和参考光刻机的成像性能尽可能一致。

常见的光刻机匹配技术有基于关键尺寸(CD)测量的匹配技术、基于光刻胶模型的匹配技术，以及基于光学模型的匹配技术。前两种技术需要用到硅片上的CD数据来表征两个光刻机之间的成像性能差异，并计算用于匹配的可调参数的灵敏度信息，实现光刻机匹配。为保证匹配精度需要在多种条件(例如多种照明模式、多种掩模图形、多个图形周期、多个曝光剂量、多个离焦位置)下分别对CD进行重复多次测量，耗费大量的光刻机机时和测量时间。基于光学模型的匹配技术(在先技术1，Yuan He,Erik Byers,and Scott Light etal,Simulation-based pattern matching using scanner metrology and design datato reduce reliance on CD metrology,Proc.SPIE.7640,764014(2010))利用光刻机光学模型进行可调参数灵敏度计算，不需要进行耗时的CD测量，避免了测量噪声和光刻胶模型标定误差对匹配精度的影响，既准确又快速，当光刻机是引起图形不匹配的主要影响因素时具有较高的匹配精度，是高端芯片生产中常用的技术。可调参数包括光源、投影物镜数值孔径和投影物镜波像差等。其中光源自由度较高，是光刻机匹配中进行调整的主要参数。现有技术采用牛顿法或最小二乘法对光源进行了优化以实现光刻机的匹配(在先技术2，YuanHe,Alexander Serebryakov and Scott Light et al,A Study on the Automation ofScanner Matching,Proc.SPIE.7973,79731H(2013)；在先技术3，光刻机匹配方法，CN108170006A),但仅针对常规照明、环形照明、二极照明、四极照明等传统照明方式进行参数调整或在已有自由照明模式上进行强度或分布调制，其优化自由度受到很大限制。

发明内容

本发明针对具有自由照明系统的光刻机提供一种光刻机性能匹配方法。本方法将像素化的光源编码为染色体，通过遗传算法不断更新光源信息，缩小待匹配光刻机和参考光刻机之间光刻性能的差异。该方法无须计算灵敏度，充分利用了自由照明系统光源自由度高的优势，提高了光刻机匹配的精度。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于遗传算法的光刻机匹配方法，该方法包括如下步骤：

1)光刻机和涂胶显影机检查：