[发明专利]基于调制区块叠加合成掩模图形的曲线型逆向光刻方法

说明书

基于调制区块叠加合成掩模图形的曲线型逆向光刻方法，采用两级划分实现掩模图形的像素化，一级划分将掩模图形离散化成粗网格，二级划分将粗网格离散化成更小的细网格。在每个粗网格中心点处施加平滑程度相同的高斯调制，调制区域为各个粗网格中心点的八邻域粗网格中心点围成的方形区块。利用一个调制矩阵控制所有高斯核的强度分布，进而控制各个调制区块内的细网格透过率，将所有调制区块叠加即可合成完整的掩模图形。以不同曝光剂量偏差和离焦量条件下光刻胶图形与目标图形之间的图形误差的加权和作为评价函数，通过优化调制矩阵间接实现掩模优化。本发明采用区块级的掩模修正，减少了优化变量维数，有效提高了掩模优化效率。

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，尤其涉及一种基于调制区块叠加合成掩模图形的曲线型逆向光刻方法。

背景技术

光刻是极大规模集成电路制造的关键技术之一，光刻分辨率决定了集成电路图形的特征尺寸(Critical Dimension,CD)。随着集成电路图形特征尺寸不断缩小，掩模衍射效应逐渐变得不可忽略，导致光刻成像质量下降，因此业内提出了一系列的光刻分辨率增强技术(Resolution Enhancement Techniques,RETs)。逆向光刻技术(Inverse LithographyTechnique,ILT)最早用于65nm节点的集成电路制造，经过不断发展，已成为先进节点集成电路制造中备受关注的分辨率增强技术之一。逆向光刻技术利用光刻成像模型反向计算出给定工艺条件下成像质量最好的掩模图形。逆向光刻的最优解搜索空间很大，掩模优化过程不受目标图形的约束。由于能够灵活地产生亚分辨率辅助图形(Sub-Resolution AssistFeature,SRAF)，并同时实现主图形和辅助图形的优化，逆向光刻技术计算出的最佳掩模图形可以获得光学邻近效应修正(Optical Proximity Correction,OPC)和亚分辨率辅助图形不能达到的图形保真度和工艺窗口。

早期的逆向光刻技术存在优化效率低、优化后掩模的可制造性不强等问题。为了避免借助正则化方法提高掩模可制造性带来的成像性能损失，业界相继提出了曲线型掩模工艺修正(Curvilinear Mask Process Correction,CLMPC)、曲线型掩模规则检查(Curvilinear Mask Rule Check,CLMRC)、基于模型的掩模数据准备(Model-Based MaskData Preparation,MBMDP)等技术，借助逆向光刻技术产生曲线型掩模图形。由于存在电子束形状、光刻胶灵敏度、光刻机分辨率等限制因素，真实的掩模图形和转移到硅片上的图形都是曲线型的。相比于光学邻近效应修正产生的曼哈顿型掩模图形，曲线型掩模图形的成像质量更好。但是为了精确地制造出曲线型掩模图形，需要更多的电子束轰击次数，增加了掩模直写时间和掩模制造成本。多电子束掩模直写(Multi Beam Mask Writer,MBMW)利用大量独立控制开关的电子束单次轰击即可制造出任意形状的掩模图形，使得掩模直写时间只取决于掩模面积，不再受掩模图形形状的影响。业界认为，多电子束掩模直写的引入大大提高了曲线型掩模直写效率，扫清了掩模量产的最大障碍。近年来，图形处理器(GraphicsProcessing Unit,GPU)的引入推动了全芯片逆向光刻技术的发展，为先分块优化再整合优化结果的传统全芯片逆向光刻技术提供了一个替代方案，避免多次进行优化规则调整及全局验证，提高了全芯片逆向光刻的效率。因此，采用高效的优化策略进行逆向光刻尤为重要。