CN109407475B - 控制照明光源形状的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种控制照明光源形状的方法，包括：步骤一，确定照明光源数据在笛卡尔直角坐标系中的格点；步骤二，设定照明光源的整体形状，并将整体形状根据预设规则形成预设几何图形；步骤三，对预设几何图形的边界利用数学公式或方程组进行转化。本发明能够精确操控光源图中每一个像素格点处的光强数值，从而能够实现调控光源形状并产生任意形状的照明光源。

Description

控制照明光源形状的方法
技术领域
本申请涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种控制照明光源形状的方法。
背景技术
照明光源在光刻领域有着非同一般的作用，其中照明光源的波长和数值孔径与光刻分辨率的极限直接相关，即与半导体领域技术节点息息相关。若在研发起始阶段开始时选择了不合适的照明光源，将会使得之后的研发之路困难重重，举步维艰；而如果能够选择合适的照明光源，则可以在研发过程中发挥事半功倍的作用，大大缩短新技术新节点的研发周期。
常规照明光源的形状由半径(sigma)，角度(angle)等参数决定，随着半导体制造领域技术节点的不断深入发展，常规形状的照明光源已经无法满足技术生产的需要，特别是在28nm节点以后，因此引入了新的技术——光源和掩模版同步优化(Source MaskOptimization)技术，同时光刻机的光照系统也开发出新的功能以实现多种形式(freeform)的照明光源。
但是光源和掩模版同步优化技术只掌握在少数公司手中，同时光源形状的优化方向只能由目标函数(objective functions)来决定。若需要增加人为导向的改善，只能通过改变输入版图的间接方法，而其结果仍是不可测的。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是，提供一种控制照明光源形状的方法，利用数学方程组实现对照明光源边界的数学定义，精确操控光源图中每一个像素格点处的光强数值，从而能够实现人为控制光源形状并产生任意形状的照明光源。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种控制照明光源形状的方法，包括以下步骤：步骤一，确定照明光源数据在笛卡尔直角坐标系中的格点；步骤二，设定照明光源的整体形状，并将整体形状根据预设规则形成预设几何图形；步骤三，对预设几何图形的边界利用数学公式或方程组进行转化。
优选地，还包括步骤四，将预设几何图形边界的方程组转化为可执行程序。
优选地，还包括步骤五，利用可执行程序产生预设几何图形的照明光源。
优选地，还包括步骤六，通过预设几何图形照明光源之间相对光强比重，在光源图上对所述预设几何图形进行组合以产生整体形状的照明光源。
优选地，所述步骤一中的格点为像素格点，所述像素格点与光刻机照明系统相对应。
优选地，所述预设几何图形的形状根据照明光源整体形状的边界规则来划分。
优选地，所述预设几何图形的形状根据对称性规则来划分。
优选地，所述几何图形为半圆形。
优选地，所述方程组为：
x＝0.25；
(x-0.5)2+y2＝0.252[0.25<＝x<＝0.75]。
使用本发明的控制照明光源形状的方法，能够精确操控光源图中每一个像素格点处的光强数值，从而能够实现调控光源形状并产生任意形状的照明光源。调控光源形状的主要目的是：与设计规则相匹配，使得所有满足设计规则的图形能够在光刻时得到实现。
附图说明
图1为本申请的控制照明光源形状的方法的流程示意图。
图2为本申请的控制照明光源形状的方法一较佳实施例的照明光源示意图。
图3为本申请的控制照明光源形状的方法另两个较佳实施例的照明光源示意图。
附图标记说明
10 整体为圆形的照明光源 11 左半圆
12 右半圆 20 整体为不规则图形的照明光源
21 第一预设图形 22 第二预设图形
23 第三预设图形 23 整体为心形的照明光源
具体实施方式
下文公开了本发明的具体实施例；但是，应该理解的是，公开的实施例仅为本发明的示例，它们可以采用各种形式实施。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为具有限制性。进一步地，本文中使用的名词和术语不是限制性的；而是提供对本发明的可理解描述。通过结合附图来考虑以下描述将能更好地理解本发明，其中相同参考数字代表相同的含义。这些附图不是按比例绘制。
实施例一
本发明基于计算机系统中的程序语言，利用数学方程组实现对照明光源边界的数学定义，精确操控光源图中每一个像素格点处的光强数值，从而能够实现人为调控光源形状并产生任意形状的照明光源，其具体方法和流程如下：
步骤1：确定照明光源数据在笛卡尔直角坐标系中的格点，也即像素格点(pixelgrid)。
对于不同厂家的光刻机，其照明系统在底层设计上存在着一定的差别，因此需要先确认使用照明光源的光刻机类型，从而在照明光源中产生过程中设置为与光刻机照明系统相对应的格点。
步骤2：设计照明光源的整体形状，并将其根据一定的几何形状进行划分。
对于人为设计的各种不同分布形状的照明光源，可以在笛卡尔直角坐标系中根据其形状对边界进行划分简化，分解成形状相对而言比较简单的若干几何图形。
图2示出了一个照明光源划分的较佳实施例。在图2中，可以看到整体为圆形的照明光源10，可以根据对称性规则，它在直角坐标系中被划分成两个简单的左半圆11和右半圆12。
步骤3：对简单几何图形的边界利用数学公式和方程组进行转化。
通过步骤2，照明光源分解成为简单几何形状的组合，在笛卡尔直角坐标系中对这些简单几何图形的边界线进行数学定义，即将边界线通过数学公式将其转化为由二元一次、二元二次，二元三次等方程组成的方程组。
图2中示出的二维的直角坐标系通常由两个互相垂直的坐标轴设定，分别为x轴和y轴，x轴为横轴，y轴为纵轴；两个坐标轴的相交点的坐标为(0,0)。
那么，其中，右半圆的边界方程为二元一次方程组，如下所示：
x＝0.25
(x-0.5)2+y2＝0.252[0.25<＝x<＝0.75]。
步骤4：将几何图形边界的方程组通过计算机系统的程序语言转化为可执行程序。
因为任意形状的照明光源的后续使用是在计算机系统上的EDA软件中进行，因此在步骤1中确定的像素格点基础上，可以利用计算机程序语言中的条件、循环等语句编写成可执行程序，从而来实现步骤3中表述几何形状边界的数学方程组。
步骤5：利用计算机系统中的可执行程序产生简单形状的照明光源。
在步骤4的基础上，将简单形状的具体参数输入可执行程序之中，从而产生步骤2中所有的简单形状照明光源。
步骤6：通过组合简单形状照明光源产生任意形状的照明光源。
在步骤5的基础上，以及简单形状照明光源之间相对光强比重，在光源图上对其进行组合，从而实现任意形状照明光源的产生。
实施例二
在步骤2中，如图3所示，对于整体为不规则图形的照明光源20，也可以根据照明光源整体图形的边界规则，将其划分为第一预设图形21、第二预设图形22、第三预设图形23。然后在笛卡尔直角坐标系中分别对第一预设图形21、第二预设图形22、第三预设图形23的边界线进行数学定义，即将边界线通过数学公式将其转化为由二元一次、二元二次，二元三次等方程组成的方程组。其他步骤与实施例一相同，在此不再赘述。
因此，只要能够调控并产生简单几何形状的照明光源，再通过组合的方式可以产生任意形状的照明光源。
实施例三
在步骤2中，如图3所示，对于整体形状简单的图形，例如整体为心形的照明光源23，可以根据实施例一中所述的方法根据对称性规则左右划分。不过，由于图形较为简单，也可以不进行划分，直接在笛卡尔直角坐标系中分别对该心形图案进行数学定义，即将边界线通过数学公式将其转化为由二元一次、二元二次，二元三次等方程组成的方程组。
本发明的控制照明光源形状的方法，实现了人为精确操控光源图中每一个像素格点处的光强数值，从而能够实现调控光源形状并产生任意形状的照明光源。调控光源形状的主要目的是：与设计规则相匹配，使得所有满足设计规则的图形能够在光刻时得到实现。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
同时，本发明并不限于此处描述的特定的方法。此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义。
本文中使用的“程序”、“软件应用”和类似名词指用于在计算机上执行的指令序列。“程序”、“计算机程序”或“软件应用”可包括子程序、功能、过程、目标方法、目标实施例、可执行应用、小应用程序、小服务程序、源代码、目标代码、共享库/动态加载库和/或用于在计算机系统上执行的其它指令序列。

Claims (6)

1.一种控制照明光源形状的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，确定照明光源数据在笛卡尔直角坐标系中的格点；
步骤二，设定照明光源的整体形状，并将整体形状根据预设规则形成预设几何图形；
步骤三，对预设几何图形的边界利用数学公式或方程组进行转化；
步骤四，将预设几何图形边界的方程组转化为可执行程序；
步骤五，利用可执行程序产生预设几何图形的照明光源；
步骤六，通过预设几何图形照明光源之间相对光强比重，在光源图上对所述预设几何图形进行组合以产生整体形状的照明光源。
2.如权利要求1所述的控制照明光源形状的方法，其特征在于，所述步骤一中的格点为像素格点，所述像素格点与光刻机照明系统相对应。
3.如权利要求1所述的控制照明光源形状的方法，其特征在于，所述预设几何图形的形状根据照明光源整体形状的边界规则来划分。
4.如权利要求1所述的控制照明光源形状的方法，其特征在于，所述预设几何图形的形状根据对称性规则来划分。
5.如权利要求1所述的控制照明光源形状的方法，其特征在于，所述预设几何图形为半圆形。
6.如权利要求5所述的控制照明光源形状的方法，其特征在于，所述方程组为：
(x-0.5)2+y2=0.252 [0.25<=x<=0.75]。
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