CN114200768B - 基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，包括：根据目标图形得到第一掩模数据，并构建水平集函数；进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；根据光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差；进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度；使用水平集梯度对水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用第二掩模数据进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正。本公开还提供一种表面等离激元超分辨的光刻方法、逆向光学邻近效应修正系统。
Description
技术领域
本公开涉及集成电路技术领域，具体涉及一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正(Optical Proximity Correction，OPC)方法、系统、电子设备、计算机可读存储介质、程序产品以及表面等离激元超分辨的光刻方法。
背景技术
随着超大规模集成电路的特征尺寸越来越小，对微纳制造技术分辨力的要求也随之越来越高。传统DUV投影光刻技术的成像光刻分辨力已达65nm，通过液体浸没方式，光刻分辨力可达38nm。为了进一步增强成像光刻分辨力，除了提高成像物镜数值孔径，只能通过缩短曝光光源波长实现。当前，曝光波长为13.5nm的EUV光刻技术已成为主流光刻技术，成像光刻分辨力已压缩至16nm，但昂贵复杂的EUV光源使得该技术的应用成本急剧上升，难以得到大规模推广。无论是DUV光刻技术，还是EUV光刻技术，由于受到衍射极限的限制，光刻分辨力只能达到半个波长量级，通过缩短波长提升光刻分辨力的传统光刻技术路线难以为继。
表面等离激元(Surface Plasmon，SP)超分辨光刻技术采用负折射超级透镜实现纳米级光刻分辨力，能够在长波长下达到远小于半波长的光刻分辨力，打破了传统分辨力衍射极限的瓶颈，大幅延伸长波长光源下的分辨力提升空间。这不仅能够突破当前光学光刻技术发展困境，建立低成本、高效、大面积的纳米光刻方法，而且对于推动集成电路产业发展，以及满足现代科学技术领域对微纳加工技术的迫切需求具有重要意义。
当集成电路特征尺寸接近或小于光刻成像系统的衍射极限时，对其进行图形曝光转移后，会存在严重的光学邻近效应(Optical Proximity Effects，OPE)，比如，线端缩进、拐角圆化、线宽不均匀等，最终会影响到集成电路的功能或特性，使产品无法满足设计要求，降低芯片的良率。因此，为了减轻光学邻近效应，提出了各种分辨率增强技术(Resolution Enhancement Techniques，RET)。其中，由于逆向光刻技术(InverseLithography Technology，ILT)在设计上的灵活性被广泛地用于光学邻近效应修正，主要是通过建立光刻系统成像的数理模型，改变掩模的形状来补偿输出图形的失真。由于表面等离激元超分辨光刻的成像过程涉及高空间频率倏逝波的调控，难以通过近似获得较为准确的成像模型，因而建立在解析成像模型上的传统逆向OPC方法难以运用到表面等离激元超分辨光刻中。
由于逆向光刻技术(也称为反演光刻技术)是基于像素的，在显著提高掩模优化自由度的同时，也会大幅增加计算量以及计算时间。因此，亟需一种高效、快速、低成本的逆向OPC技术，以满足曝光转移图形与目标图形之间的误差要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对上述问题，本公开提供了一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法、系统、电子设备、计算机可读存储介质、程序产品以及表面等离激元超分辨的光刻方法，用于解决传统逆向OPC方法难以运用到表面等离激元超分辨光刻中、逆向光刻技术计算量大等技术问题。
(二)技术方案
本公开一方面提供了一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，包括：S11，根据目标图形得到第一掩模数据，根据第一掩模数据构建水平集函数；S12，根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；S13，根据光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差；S14，在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；S15，根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度；S16，使用水平集梯度对水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用第二掩模数据重复S12～S16进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正。
进一步地，S11中根据目标图形得到第一掩模数据，根据第一掩模数据构建水平集函数包括：根据目标图形得到初始掩模图形；对初始掩模图形进行像素化处理，得到第一掩模数据；根据第一掩模数据构建水平集函数。
进一步地，根据第一掩模数据构建水平集函数包括：通过下式构建水平集函数φ(x，y)：
其中，d(x，y)表示掩模图形M上某点(x，y)到掩模图形边界的距离，x、y表示某点的坐标值，M-表示掩模图形M内部的区域，
表示掩模图形M的边界，M+表示掩模图形M外部的区域，掩模图形M为第一掩模数据对应的掩模图形。
进一步地，S12中根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真包括：采用曝光光源激励源进行正向仿真；计算得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布。
进一步地，S13中计算光刻胶图形与目标图形的成像误差包括：根据光刻胶上的电场分布得到光强分布，根据光强分布得到光刻胶图形；计算光刻胶图形与目标图形的成像误差；判断成像误差是否小于预设误差阈值、当前累积迭代次数是否大于预设迭代次数值；若成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值，则当前掩模数据为满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正；否则，继续进行迭代计算。
进一步地，S13中计算光刻胶图形与目标图形的成像误差包括：通过下式计算得到成像误差F：
其中，Zd为目标图形，Z为光刻胶图形，||·||2表示L-2范数。
进一步地，若成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值包括：将当前掩模数据作为完成逆向光学邻近效应的修正的掩模数据，输出最终掩模图形。
进一步地，S14中在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真包括：根据光刻胶上的电场分布得到伴随仿真的伴随源；根据伴随源对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布。
进一步地，S15中根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度包括：采用下式计算水平集梯度
其中，ε1和ε2分别为掩模基材的介电常数和掩模图形结构填充材料的介电常数，E||(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电场的切向分量，D⊥(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电位移矢量的法向分量，
为成像误差F相对于掩模图形M的梯度，掩模图形M为第一掩模数据或当前掩模数据对应的掩模图形。
进一步地，S16中使用水平集梯度对水平集函数进行演化包括：采用下式对水平集函数进行演化，得到更新后的水平集函数：
其中，
α即为水平集梯度；根据更新后的水平集函数，更新当前掩模数据得到第二掩模数据；使用第二掩模数据重复S12～S16进行迭代计算，其中S16中使用的水平集函数为上一次迭代得到的更新后的水平集函数。
本公开另一方面提供了一种表面等离激元超分辨的光刻方法，包括：S21，根据目标图形得到第一掩模数据，根据第一掩模数据构建水平集函数；S22，根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；S23，根据光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差；S24，在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；S25，根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度；S26，使用水平集梯度对水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用第二掩模数据重复S22～S26进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正，并输出最终掩模图形；S27，根据最终掩模图形进行表面等离激元超分辨光刻。
本公开还有一方面提供了一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正系统，包括：水平集函数处理模块，用于根据目标图形得到第一掩模数据，根据第一掩模数据构建水平集函数；正向仿真模块，用于根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；误差计算模块，用于根据光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差；伴随仿真模块，用于在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；水平集梯度计算模块，用于根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度；演化模块，用于使用水平集梯度对水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用第二掩模数据进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正。
本公开还有一方面提供了一种电子设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，使得处理器执行如前述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法。
本公开还有一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如前述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法。
本公开还有一方面提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法。
(三)有益效果
本公开提供的一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法、系统、电子设备、计算机可读存储介质、程序产品以及表面等离激元超分辨的光刻方法，通过正向仿真和伴随仿真，得到掩模区域的水平集梯度更新信息，并通过该更新信息对水平集函数进行演化，得到更新后的掩模数据，经过多次的迭代计算，可获得低畸变光刻胶图形对应的掩模图形；在掩模优化过程中，采用水平集算法仅通过改变掩模的边界而非掩模结构光学参数的三维分布，显著降低了计算量和运算时间，可实现快速的逆向光学邻近效应修正；水平集算法中掩模边界移动的梯度通过正向仿真和伴随仿真获取的结构矢量电场分布得到，摆脱了逆向OPC对成像光刻解析模型的严重依赖。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
图1示意性示出了根据本公开实施例基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法的应用场景示意图；
图2示意性示出了根据本公开实施例基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法流程图；
图3示意性示出了根据本公开实施例根据目标图形得到第一掩模数据、根据第一掩模数据构建水平集函数的方法流程图；
图4示意性示出了根据本公开实施例根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真的方法流程图；
图5示意性示出了根据本公开实施例计算光刻胶图形与目标图形的成像误差的方法流程图；
图6示意性示出了根据本公开实施例在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真的方法流程图；
图7示意性示出了根据本公开实施例使用水平集梯度对水平集函数进行演化的方法流程图；
图8示意性示出了根据本公开实施例表面等离激元超分辨的光刻方法的流程图；
图9示意性示出了根据本公开一具体实施例基于水平集算法的超分辨逆向OPC方法的流程图；
图10示意性示出了根据本公开一具体实施例优化过程中掩模图形的迭代演变图；
图11示意性示出了根据本公开一具体实施例中初始掩模及其对应的光刻胶中成像的示意图；
图12示意性示出了根据本公开一具体实施例中优化后的掩模及其对应的光刻胶中成像的示意图；
图13示意性示出了根据本公开一具体实施例中图形误差函数值的收敛曲线图；
图14示意性示出了根据本公开一具体实施例中对部分栅极电路图和金属层电路图优化前后的掩模及其对应光刻胶图形的示意图；
图15示意性示出了根据本公开实施例的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正系统的方框图；
图16示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的方框图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。本公开的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本公开的技术可以采取存储有指令的计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。
在本公开中，为了便于说明，仅目标图形、初始掩模图形、掩模图形和最终掩模图形被称为图形，而逆向光学邻近效应修正中的计算过程和成像过程所得结果均被称为数据，可以理解的是，过程中的数据均能够对应输出相应的图形。
图1示意性示出了根据本公开实施例的可以应用于基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法的应用场景示意图。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的应用场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。
本公开实施例的表面等离激元超分辨光刻结构可以如图1所示，包括掩模(石英+Cr)、空气间隔层(Air)、金属层(Ag)、光刻胶(Pr)、金属反射层(Ag)和基底(SiO2)的结构；或者表面等离激元超分辨光刻结构还可以包括：掩模、多层膜结构、空气间隔层、光刻胶、基底结构；掩模、多层膜结构、空气间隔层、金属透射层、光刻胶、基底；掩模、多层膜结构、空气间隔层、光刻胶、金属反射层、基底；掩模、多层膜结构、空气间隔层、金属透射层、光刻胶、金属反射层和基底等结构。本公开对表面等离激元超分辨光刻系统具有良好的适用性。
基于现有技术中存在的问题，本公开采用水平集算法，用零水平集表示掩模图形轮廓，通过改变掩模图形的轮廓来调制光刻胶中的光场强度分布，无需对掩模数据进行二值化优化的过程且不需要解析成像模型，提高了光刻图形的保真度且显著提高逆向OPC效率。
图2示意性示出了根据本公开实施例的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法的流程图。
如图2所示，该基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法包括：
在操作S11，根据目标图形得到第一掩模数据，根据第一掩模数据构建水平集函数。
第一掩模数据为根据目标图形得到的初始掩模数据，该第一掩模数据只作为操作S11的输入，从操作S12到S15中提到的第一掩模数据均指迭代过程中的当前掩模数据。掩模图形优化的过程，可以看作掩模图形的边界不断演化的过程，因此使用水平集函数来表示掩模图形，并采用零水平集表示掩模图形的边界。
水平集算法是一种用于界面追踪和形状建模的数值技术，通过更高一维的函数来表示边界的变化，具有高度的自由度和灵活性。本公开基于水平集算法的逆向OPC技术，通过改变掩模的边界形状来调制光刻胶中的光场强度分布，无需对连续掩模数据进行二值化优化的过程且不需要解析成像模型，提高了光刻图形的保真度且显著提高了逆向OPC的效率。
在操作S12，根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布。
正向仿真即在曝光光源激励源的照明下，通过表面等离激元超分辨光刻的结构条件对掩模图形进行成像，该掩模图形即为与第一掩模数据对应的图形，在光刻胶上获得空间像的电场分布、在掩模区域得到第一结构矢量电场分布，该掩模区域表示掩模图形所在的三维结构区域。
表面等离激元超分辨光刻的结构例如可以是图1所示的结构，包括掩模(石英+Cr)、空气间隔层(Air)、金属层(Ag)、光刻胶(Pr)、金属反射层(Ag)和基底(SiO2)。
在操作S13，根据光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差。
通过光刻胶上的电场分布使用光刻胶模型输出光刻胶图形，计算出该光刻胶图形与目标图形的图形误差函数值，即成像误差。
在操作S14，在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布。
伴随仿真即在正向仿真的基础上，将光刻胶中的成像监视器更换为特定伴随源，该伴随源可以直观地理解为将期望输出场的共轭场进行反向传输，由此监测掩模区域的第二结构矢量电场。在步骤S12、S14中，正向仿真与伴随仿真可以采用时域有限差分(FDTD)、严格耦合波(RCWA)、有限元(FEM)等方法进行计算。
在操作S15，根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度。
结合操作S12中得到的正向仿真的第一结构矢量电场和S13中得到的伴随仿真的第二结构矢量电场，根据麦克斯韦边界条件，即电场在边界的切线方向连续和电位移矢量在边界的法线方向连续，计算出成像误差相对于掩模图形的梯度，即水平集梯度。
在操作S16，使用水平集梯度对水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用该第二掩模数据重复S12～S16进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正。
根据操作S15所得的水平集梯度对水平集函数进行演化，在演化后的水平集函数基础上对掩模数据进行更新。循环进行操作S12～S16，直至操作S13中的成像误差满足设计指标或迭代次数达到最大迭代次数。对于典型电路图形，本公开只需要30～50次迭代就可以将图形误差函数值压缩到最优值。
本公开中基于水平集算法的表面等离激元超分辨光刻的逆向OPC方法，在格林函数互易性的基础上，只需要两次仿真就可以得到掩模区域的水平集梯度更新信息，通过改变掩模的边界形状来调制光刻胶中的光场强度分布，从而提高光刻图形的保真度。由于基于水平集算法的逆向OPC技术是对掩模边界进行改变，无需对连续掩模进行二值化优化过程，并且只需少量迭代优化就可以达到OPC要求，这显著降低了计算量和运算时间，提升了优化速度。
图3示意性示出了根据本公开实施例S11中根据目标图形得到第一掩模数据、根据第一掩模数据构建水平集函数的方法流程图。
如图3所示，该根据目标图形得到第一掩模数据、根据第一掩模数据构建水平集函数的方法包括：
在操作S111，根据目标图形得到初始掩模图形。
在操作S112，对初始掩模图形进行像素化处理，得到第一掩模数据。
在操作S113，根据第一掩模数据构建水平集函数。
将目标图形作为初始掩模图形输入，对初始掩模图形再进行像素化处理，每个像素的值为0或者1，其中0表示不透明，1表示透明的掩模，即初始掩模图形转化为二值化的矩阵，第一掩模数据即为二值化的掩模矩阵数据，并根据该第一掩模数据构建水平集函数。其中，理想的最终成像图像即为目标图形。
在上述实施例的基础上，根据第一掩模数据构建水平集函数包括：通过下式构建水平集函数φ(x，y)：
其中，d(x，y)表示掩模图形上某点(x，y)到掩模图形边界的距离，x、y表示某点的坐标值，M表示掩模图形M内部的区域，
表示掩模图形M的边界，M+表示掩模图形M外部的区域，掩模图形M为第一掩模数据对应的掩模图形，掩模图形M为第一掩模数据对应的掩模图形。
掩模的优化过程可以看作是其边界图形的拓扑结构不断演化的过程，因此使用水平集函数来表示掩模图形。
图4示意性示出了根据本公开实施例S12中根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真的方法流程图。
如图4所示，该根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真的方法包括：
在操作S121，采用曝光光源激励源进行正向仿真。
在操作S122，计算得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布。
本公开适用于任意集成电路掩模图形的优化，对于复杂电路图形，需要采用非偏振光光源作为正向仿真的激励源，近似为两非相干的横磁(TM)和横电(TE)偏振平面波叠加。在曝光光源激励源的照明下，通过表面等离激元超分辨光刻系统对掩模图形进行成像，在光刻胶上获得空间像的电场分布，在掩模区域得到第一结构矢量电场分布，此过程即为正向仿真。具体地，电场分布例如可以采用时域有限差分的方法进行计算。
图5示意性示出了根据本公开实施例S13中计算光刻胶图形与目标图形的成像误差的方法流程图。
如图5所示，该计算光刻胶图形与目标图形的成像误差的方法包括：
在操作S131，根据光刻胶上的电场分布得到光强分布，根据光强分布得到光刻胶图形。
在操作S132，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差。
在操作S133，判断成像误差是否小于预设误差阈值、当前累积迭代次数是否大于预设迭代次数值；若成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值，则当前掩模数据为满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正；否则，继续进行迭代计算。
采用近似为两非相干的横磁(TM)和横电(TE)偏振平面波叠加的正向仿真激励源时，光刻胶层中空间像的光强为
通过光刻胶模型来获得二值化的曝光转移图形并输出光刻胶图形，计算该输出的光刻胶图形与目标图形的成像误差。
判断成像误差是否在预先设定的误差阈值内，或者迭代次数大于预设迭代次数值。当图形误差函数值小于误差阈值或迭代次数大于预设迭代次数值时，以当前掩模数据为满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正；否则进入操作S14，继续进行迭代计算。
在上述实施例的基础上，S13中计算光刻胶图形与目标图形的成像误差包括：通过下式计算得到成像误差F：
其中，Zd为目标图形，Z为光刻胶图形，||·||2表示L-2范数。
成像误差F定义为目标图形与当前掩模图形对应输出的光刻胶图形之间差的L-2范数的平方。本公开使用成像误差来评价掩模成像的质量，它的大小与掩模图形形状、掩模尺寸、像素的大小等参数都息息相关，成像误差的值越小，掩模成像质量越好，例如本公开中的成像误差的阈值可以设定为10。当然，本公开还可以采用其它误差计算方法，这里并不限定于以上方法。
在上述实施例的基础上，若成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值包括：将当前掩模数据作为完成逆向光学邻近效应的修正的掩模数据，输出最终掩模图形。
当成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值，则认为当前掩模数据为优化后的掩模数据，逆向光学邻近效应修正的步骤完成，并根据当前掩模数据输出最终掩模图形。
图6示意性示出了根据本公开实施例S14中在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真的方法流程图。
如图6所示，该在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真的方法包括：
在操作S141，根据光刻胶上的电场分布得到伴随仿真的伴随源。
在操作S142，根据伴随源对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布。
根据正向仿真光刻胶中的电场分布得到TE和TM偏振下的伴随源分别为
和
其中*代表复共轭。使用该伴随源通过前述表面等离激元超分辨光刻系统对掩模图形进行伴随仿真，监测得到掩模区域的第二结构矢量电场分布。
在上述实施例的基础上，S15中根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度包括：采用下式计算水平集梯度
其中，ε1和ε2分别为掩模基材的介电常数和掩模图形结构填充材料的介电常数，E||(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电场的切向分量，D⊥(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电位移矢量的法向分量，
为成像误差F相对于掩模图形M的梯度，掩模图形M为第一掩模数据或当前掩模数据对应的掩模图形。
结合操作S12中正向仿真的第一结构矢量电场和操作S14中伴随仿真的第二结构矢量电场，根据麦克斯韦边界条件，即电场在边界的切线方向连续和电位移矢量在边界的法线方向连续，计算出成像误差函数F相对于掩模图形M的梯度，即水平集梯度。
图7示意性示出了根据本公开实施例S16中使用水平集梯度对水平集函数进行演化的方法流程图。
如图7所示，该S16中使用水平集梯度对水平集函数进行演化的方法包括：
在操作S161，采用下式计算水平集函数进行演化，得到更新后的水平集函数：
其中，
α即为水平集梯度。
在操作S162，根据更新后的水平集函数，对当前掩模数据更新得到第二掩模数据。
在操作S163，使用第二掩模数据作为当前掩模数据重复S12～S16进行迭代计算，其中S16中使用的水平集函数为上一次迭代得到的更新后的水平集函数。
根据上述水平集演化公式对水平集函数进行更新，根据更新后的水平集函数，水平集函数φ(x，y)＜0为掩模图形区域(像素值为1)，φ(x，y)＞0为不透光区域(像素值为0)，进而得到更新后的二值化的掩模矩阵数据，即第二掩模数据。
本公开利用水平集算法进行掩模图形边界的像素化演变，以实现适用于表面等离激元超分辨光刻的逆向光学邻近效应修正，从而在光刻胶层上获得接近目标图形的纳米级集成电路曝光图形。
具体地，采用零水平集表示掩模图形的边界并利用正向仿真与伴随仿真数值计算水平集梯度(即掩模图形的边界变化梯度)，相比于基于拓扑优化的逆向OPC方法，无需对掩模进行模糊化和二值化处理，优化速度明显增快，此外OPC后得到的掩模复杂度也明显降低。进一步地，还可以根据前述得到的优化后的掩模数据输出最终掩模图形，用于表面等离激元超分辨光刻的方法中。
图8示意性示出了根据本公开实施例表面等离激元超分辨的光刻方法的流程图。该表面等离激元超分辨的光刻方法包括：
S21，根据目标图形得到第一掩模数据，根据第一掩模数据构建水平集函数；
S22，根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；
S23，根据光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差；
S24，在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；
S25，根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度；
S26，使用水平集梯度对水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用该第二掩模数据重复S22～S26进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正，并输出最终掩模图形；
S27，根据最终掩模图形进行表面等离激元超分辨光刻。
即在前述基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法的基础上输出最终掩模图形，并根据该最终掩模图形进行光刻。
本公开将掩模图形分割为像素化的网格，每个像素的值为0或者1，其中0表示不透明的掩模，1表示透明的掩模，将掩模透明区域的边界作为优化的参数，再通过水平集进行边界优化确定最终的掩模图形。在格林函数互易性的基础上，通过正向仿真和伴随仿真得到掩模区域的水平集梯度更新信息，再改变掩模的边界形状来调制光刻胶中的光场强度分布以调节光刻胶图形轮廓，从而提高曝光图形的保真度。操作S21～S26与前述操作S11～S16相对应，此处不再赘述。
下面以一具体实施例对本公开的各操作步骤进行进一步说明，该方法的完整流程图如图9所示。
具体地，本公开的方法包括以下步骤：
步骤S01：确定目标图形Zd(x，y)，同时目标图形也作为初始掩模图形M(x，y)，为了方便计算将掩模划分为m×n的像素化网格，得到第一掩模数据，相当于前述操作S111～S112。
步骤S02：在曝光光源的照明下，通过表面等离激元超分辨光刻系统对掩模图形进行成像，根据第一掩模数据在光刻胶层上获得空间像的电场分布E(x，y)和光强分布I(x，y)。同时获得掩模区域的第一结构矢量电场分布E(x′，y′)，相当于前述操作S12。
本公开适用于任意的集成电路掩模图形的优化，对于复杂电路图形，需要采用非偏振光光源作为正向仿真的激励源，近似为两非相干的横磁(TM)和横电(TE)偏振平面波叠加，因此光刻胶层中空间像的光强为
步骤S03：通过光刻胶模型来获得二值化的曝光转移图形并输出光刻胶图形，计算出该输出的光刻胶图形与目标图形的成像误差，相当于前述操作S131～S132。
本公开适用于任何光刻胶模型，输入为光刻胶中空间像的光强分布，输出为经过曝光显影后的光刻胶图形。这里采用常阈值模型，主要由Sigmod函数来近似，将离散的常阈值模型变为连续的，方便后续的优化步骤，则光刻胶模型为
其中a为光刻胶因子，tr为光刻胶感光阈值，那么输出的光刻胶图形为Z(x，y)＝Sig(I(x，y))。
步骤S04：本公开采用图形误差函数来评价掩模图形成像的质量，其定义目标图形与掩模输出的光刻胶图形之间差的L-2范数的平方，即
其中Zd为目标图形，Z为当前掩模图形对应输出的光刻胶图形，F为成像误差，||·||2表示L-2范数，相当于前述操作S133。
如果当前计算出成像误差小于预设误差阈值，或当前累积迭代次数大于预设迭代次数值，则跳至步骤S09，否则进入步骤S05。
步骤S05：在正向仿真的基础上，对掩模图形M(x，y)(对应第一掩模数据)进行伴随仿真得到伴随仿真的第二结构矢量电场，伴随仿真的伴随源可以直观地理解为将期望输出场的共轭场进行反向传输，并将光刻胶成像监视器替换为伴随源，相当于前述操作S14。
根据正向仿真空间像的电场分布得到TE和TM偏振下的伴随源分别为
和
其中*代表复共轭。伴随仿真依然采用FDTD严格的电磁计算，并监测得到掩模区域的第二结构矢量电场分布EA(x′，y′)。
步骤S06：掩模的优化过程可以看作是其边界图形的拓扑结构不断演化的过程，优化的掩模图形M和水平集函数φ，其描述如下：
d(x，y)表示掩模图形上某点(x，y)到掩模图形边界的距离，M-表示掩模图形M内部的区域，
表示掩模图形M的边界，M+表示掩模图形M外部的区域，掩模图形M为初始掩模图形，相当于前述操作S113。
步骤S07：结合步骤S02中正向仿真的第一结构矢量电场E(x′，y′)和步骤S05中伴随仿真的第二结构矢量电场EA(x′，y′)，根据麦克斯韦边界条件，即电场在边界的切线方向连续和电位移矢量在边界的法线方向连续，计算出成像误差F相对于掩模图形M的梯度，即水平集梯度，
其中ε1和ε2分别为掩模基材的介电常数和掩模图形结构填充材料的介电常数，E||(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电场的切向分量，D⊥(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电位移矢量的法向分量，相当于前述操作S15。
步骤S08：根据水平集演化公式
对水平集进行更新，其中α为步骤S07所得的水平集梯度，即
掩模图形M为初始掩模图形或当前掩模数据对应的掩模图形。由于采用有限差分法进行数值求解，需要注意时间步长的选择，在给定网格间隔h时要满足CFL(Courant-Friedrichs-Levy)条件：Δt max(α(x，y))＜h，来保证水平集演化的稳定性和收敛性，然后对第一掩模数据进行更新，使用更新后的掩模数据(即第二掩模数据)重复循环步骤S02至S08，其中S08中使用的水平集函数为上一次迭代得到的更新后的水平集函数，直到成像性能满足步骤S04中成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值。
步骤S09：获得满足预设条件的掩模数据后，完成逆向光学邻近效应的修正，输出水平集优化后的当前掩模数据对应的掩模图形和相应的光刻胶图形。
下面是具体实施例的说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例中的表面等离激元超分辨光刻系统包括掩模(石英+Cr)、空气间隔层(Air)、金属层(Ag)、光刻胶(Pr)、金属反射层(Ag)和基底(SiO2)；本实施例中设置掩模厚度为40nm，空气间隔为40nm，金属透射层为20nm，金属反射层为30nm，光刻胶厚为50nm。
根据伴随算法得到水平集的梯度，经过反复循环迭代(步骤S02～S08)，水平集不断演化，掩模也不断更新，最终得到优化的掩模图形。如图10所示，1001～1006为每迭代20次的掩模图形。
为了评估本公开的性能，分别对初始掩模图形和基于本公开方法优化后的掩模图形进行了成像结果对比。
图11为本公开方法优化前的成像结果，1101为初始掩模图形，也是目标图形，其中白色区域表示透明的部分，黑色表示非透明的掩模部分，关键特征尺寸为100nm，1102为初始掩模图形经过表面等离激元超分辨光刻系统后光刻胶中的光强分布，1103为初始掩模图形输出的光刻胶图形，其中光刻胶的阈值为0.25；图12为本公开方法优化后的成像结果，1201为本公开方法优化后的掩模图形，1202为优化后的掩模图形经过表面等离子激元超分辨光刻系统后光刻胶中的光强分布，1203为优化后的掩模图形输出的光刻胶图形，其中光刻胶的阈值为0.25。优化前的光刻胶图形有桥接的现象，影响电路性能，但经过水平集逆向OPC后，输出的光刻胶图形更接近目标图形。同时也对图形误差函数值进行了计算，本公开方法对1101掩模图形优化后实现了图形误差函数值从661下降到了78。
本实施例中，图13为采用本公开方法对1101掩模图形优化的图形误差函数值收敛曲线，在本公开方法中，图形误差函数值在前30代就能收敛到最优值，随着迭代次数的增加，图形误差函数值在一个很小的范围波动。因此，显示本公开方法只需要几十次的优化就能得到一个较理想的优化结果，这大大提高了优化效率。
对比图11和图12可知，本公开方法对表面等离激元超分辨光刻系统中的光学邻近效应有很好的修正效果，在本实施了中采用了FDTD严格电磁计算，对该光刻系统中结构间的耦合影响也进行了考虑，可以为表面等离激元超分辨光刻的逆向OPC提供一条较为完备的技术路线。
实施例2：
为了进一步验证本公开方法对实际电路图形的修正效果，超分辨光刻系统依然如图1所示，掩模图形为部分栅极电路图和金属层电路图，关键特征尺寸为100nm。本公开方法优化前后的成像结果如图14所示。1401为部分栅极电路图的初始掩模图形，1402为1401输出的光刻胶图形，1403为采用本公开方法优化后的掩模图形，1404为1403输出的光刻胶图形，经过50次迭代优化，基于伴随算法水平集逆向OPC实现了图形误差函数值从3333下降到了180。
1405为部分金属层电路图的初始掩模图形，1406为1405输出的光刻胶图形，1407为采用本公开方法优化后的掩模图形，1408为1407输出的光刻胶图形，经过50次迭代优化，基于水平集算法的逆向OPC实现了图形误差函数值从2461下降到了174。本公开的基于水平集算法的表面等离激元超分辨光刻的OPC方法对实际复杂电路图形的光学邻近效应同样具有良好的修正效果。
图15示意性示出了根据本公开实施例基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正系统的方框图。
如图15所示，该图15示意性示出了根据本公开实施例基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正系统的方框图。1500包括：水平集函数处理模块1510、正向仿真模块1520、误差计算模块1530、伴随仿真模块1540、水平集梯度计算模块1550、演化模块1560。
水平集函数处理模块1510，用于根据目标图形得到第一掩模数据，根据第一掩模数据构建水平集函数。根据本公开的实施例，水平集函数处理模块1510例如可以用于执行上文参考图2所描述的S11步骤，在此不再赘述。
正向仿真模块1520，用于根据第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布。根据本公开的实施例，正向仿真模块1520例如可以用于执行上文参考图2所描述的S12步骤，在此不再赘述。
误差计算模块1530，用于根据光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算光刻胶图形与目标图形的成像误差。根据本公开的实施例，该误差计算模块1530例如可以用于执行上文参考图2所描述的S13步骤，在此不再赘述。
伴随仿真模块1540，用于在正向仿真的基础上对第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布。根据本公开的实施例，该伴随仿真模块1540例如可以用于执行上文参考图2所描述的S14步骤，在此不再赘述。
水平集梯度计算模块1550，用于根据第一结构矢量电场分布、第二结构矢量电场分布及成像误差计算得到水平集梯度。根据本公开的实施例，该水平集梯度计算模块1550例如可以用于执行上文参考图2所描述的S15步骤，在此不再赘述。
演化模块1560，用于使用水平集梯度对水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用第二掩模数据进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正。根据本公开的实施例，该演化模块1560例如可以用于执行上文参考图2所描述的S16步骤，在此不再赘述。
需说明的是，根据本公开的实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
例如，水平集函数处理模块1510、正向仿真模块1520、误差计算模块1530、伴随仿真模块1540、水平集梯度计算模块1550、演化模块1560中的任意多个可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，水平集函数处理模块1510、正向仿真模块1520、误差计算模块1530、伴随仿真模块1540、水平集梯度计算模块1550、演化模块1560中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，水平集函数处理模块1510、正向仿真模块1520、误差计算模块1530、伴随仿真模块1540、水平集梯度计算模块1550、演化模块1560中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
图16示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的方框图。图16示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图16所示，本实施例中所描述的电子设备1600，包括：处理器1601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1602中的程序或者从存储部分1608加载到随机访问存储器(RAM)1603中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器1601例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器1601还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器1601可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
在RAM 1603中，存储有系统1600操作所需的各种程序和数据。处理器1601、ROM1602以及RAM 1603通过总线1604彼此相连。处理器1601通过执行ROM 1602和/或RAM 1603中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，程序也可以存储在除ROM 1602和RAM 1603以外的一个或多个存储器中。处理器1601也可以通过执行存储在一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。
根据本公开的实施例，电子设备1600还可以包括输入/输出(I/O)接口1605，输入/输出(I/O)接口1605也连接至总线1604。系统1600还可以包括连接至I/O接口1605的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分1606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1607；包括硬盘等的存储部分1608；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1609。通信部分1609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1610也根据需要连接至I/O接口1605。可拆卸介质1611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1608。
根据本公开的实施例，根据本公开实施例的方法流程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1611被安装。在该计算机程序被处理器1601执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法。
根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 1602和/或RAM 1603和/或ROM1602和RAM 1603以外的一个或多个存储器。
本公开的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本公开实施例所提供的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法。
在该计算机程序被处理器1601执行时执行本公开实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分1609被下载和安装，和/或从可拆卸介质1611被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1611被安装。在该计算机程序被处理器1601执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
需要说明的是，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。
Claims (14)
1.一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，包括：
S11，根据目标图形得到第一掩模数据，根据所述第一掩模数据构建水平集函数；
S12，根据所述第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；
S13，根据所述光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算所述光刻胶图形与所述目标图形的成像误差；
S14，在所述正向仿真的基础上对所述第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；
S15，根据所述第一结构矢量电场分布、所述第二结构矢量电场分布及所述成像误差计算得到水平集梯度；
S16，使用所述水平集梯度对所述水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用所述第二掩模数据重复所述S12～S16进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正。
2.根据权利要求1所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述S11中根据目标图形得到第一掩模数据，根据所述第一掩模数据构建水平集函数包括：
根据目标图形得到初始掩模图形；
对所述初始掩模图形进行像素化处理，得到第一掩模数据；
根据所述第一掩模数据构建所述水平集函数。
3.根据权利要求2所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述根据所述第一掩模数据构建所述水平集函数包括：
通过下式构建所述水平集函数φ(x，y)：
其中，d(x，y)表示掩模图形上某点(x，y)到掩模图形边界的距离，x、y表示某点的坐标值，M-表示掩模图形M内部的区域，
表示掩模图形M的边界，M+表示掩模图形M外部的区域，所述掩模图形M为所述第一掩模数据对应的掩模图形。
4.根据权利要求1所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述S12中根据所述第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真包括：
采用曝光光源激励源进行正向仿真；
计算得到所述光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布。
5.根据权利要求1所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述S13中计算所述光刻胶图形与所述目标图形的成像误差包括：
根据所述光刻胶上的电场分布得到光强分布，根据所述光强分布得到光刻胶图形；
计算所述光刻胶图形与所述目标图形的成像误差；
判断所述成像误差是否小于预设误差阈值、当前累积迭代次数是否大于预设迭代次数值；若所述成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值，则当前掩模数据为满足预设条件的掩模数据，完成所述逆向光学邻近效应的修正；否则，继续进行所述迭代计算。
6.根据权利要求5所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述S13中计算所述光刻胶图形与所述目标图形的成像误差包括：
通过下式计算得到成像误差F：
其中，Zd为所述目标图形，Z为所述光刻胶图形，||·||2表示L-2范数。
7.根据权利要求5所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述若所述成像误差小于预设阈值或者当前累积迭代次数大于预设迭代次数值包括：
将当前掩模数据作为完成所述逆向光学邻近效应的修正的掩模数据，输出最终掩模图形。
8.根据权利要求1所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述S14中在所述正向仿真的基础上对所述第一掩模数据进行伴随仿真包括：
根据所述光刻胶上的电场分布得到所述伴随仿真的伴随源；
根据所述伴随源对所述第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布。
9.根据权利要求6所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述S15中根据所述第一结构矢量电场分布、所述第二结构矢量电场分布及所述成像误差计算得到水平集梯度包括：
采用下式计算所述水平集梯度
其中，ε1和ε2分别为掩模基材的介电常数和掩模图形结构填充材料的介电常数，E||(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电场的切向分量，D⊥(x′，y′)和
分别为正向仿真和伴随仿真电位移矢量的法向分量，
为成像误差F相对于掩模图形M的梯度，所述掩模图形M为所述第一掩模数据或所述当前掩模数据对应的掩模图形。
10.根据权利要求9所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述S16中使用所述水平集梯度对所述水平集函数进行演化包括：
采用下式对所述水平集函数进行演化，得到更新后的水平集函数：
其中，
α即为水平集梯度；
根据所述更新后的水平集函数，更新当前掩模数据得到所述第二掩模数据；
使用所述第二掩模数据重复所述S12～S16进行迭代计算，其中S16中使用的水平集函数为上一次迭代得到的所述更新后的水平集函数。
11.一种表面等离激元超分辨的光刻方法，其特征在于，包括：
S21，根据目标图形得到第一掩模数据，根据所述第一掩模数据构建水平集函数；
S22，根据所述第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；
S23，根据所述光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算所述光刻胶图形与所述目标图形的成像误差；
S24，在所述正向仿真的基础上对所述第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；
S25，根据所述第一结构矢量电场分布、所述第二结构矢量电场分布及所述成像误差计算得到水平集梯度；
S26，使用所述水平集梯度对所述水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用所述第二掩模数据重复所述S22～S26进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正，并输出最终掩模图形；
S27，根据所述最终掩模图形进行表面等离激元超分辨光刻。
12.一种基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正系统，其特征在于，包括：
水平集函数处理模块，用于根据目标图形得到第一掩模数据，根据所述第一掩模数据构建水平集函数；
正向仿真模块，用于根据所述第一掩模数据和表面等离激元超分辨光刻的条件进行正向仿真，得到光刻胶上的电场分布、掩模上的第一结构矢量电场分布；
误差计算模块，用于根据所述光刻胶上的电场分布得到光刻胶图形，计算所述光刻胶图形与所述目标图形的成像误差；
伴随仿真模块，用于在所述正向仿真的基础上对所述第一掩模数据进行伴随仿真，得到第二结构矢量电场分布；
水平集梯度计算模块，用于根据所述第一结构矢量电场分布、所述第二结构矢量电场分布及所述成像误差计算得到水平集梯度；
演化模块，用于使用所述水平集梯度对所述水平集函数进行演化，并更新得到第二掩模数据，使用所述第二掩模数据进行迭代计算，直至获得满足预设条件的掩模数据，完成逆向光学邻近效应的修正。
13.一种电子设备，包括：
处理器；
存储器，其存储有计算机可执行程序，该程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1～10中任意一项所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～10中任意一项所述的基于水平集算法的超分辨光刻逆向光学邻近效应修正方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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