基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法、计算机系统及介质技术方案

基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法、计算机系统及介质，为了解决掩膜优化的问题，对所获得的掩膜图像以及卷积核分别进行FFT运算，相应得到FFT结果，再通过FFT进行光刻模型演算，获得光刻结果，通过GPU优化函数减少光刻目标和光刻结果的误差，通过GPU梯度函数优化光刻结果，效果是实现光刻加速模型算法效率高。率高。

【技术实现步骤摘要】
基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法、计算机系统及介质


[0001]本专利技术属于集成电路领域，涉及一种基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法、计算机系统及介质。

技术介绍

[0002]随着集成电路工艺的特征尺寸不断减小，现有的制造技术面临着极大的挑战。由于电路的图形尺寸和光刻工艺所使用的光源波长相近，干涉效应将不可避免的产生，从而导致光刻图形失真，进而影响集成电路制造产能。分辨率增强技术的应用则是提升产能的关键步骤。光学临近校正则是最为核心的分辨率增强技术。在光学临近校正的过程中，待加工的掩模上的图形会进行调整，以达到补偿光学散射的影响。第一类是基于设计规则的方法，这一类方法的特点是应用简单并且速度快，能很好地处理简单的设计。而先进技术节点下大规模设计的设计规则呈指数级增长，因此基于设计规则的方法优化掩模版的质量有限。另一种是基于模型的方法，这类方法有着极大的解空间，因此想要得到一个高质量的结果会非常耗时。随着电路设计的复杂程度日益增加，以上基于设计规则和基于模型的方法都会面临效率或者产出质量的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决掩膜优化的问题，并为克服本专利技术提出如下技术方案：一种基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法，包括
[0004]读取原始光刻掩膜的目标图像，通过像素级并行的移动处理来获得掩膜边界，
[0005]通过GPU对所有的边界进行并行计算获得水平集掩膜，
[0006]对所获得的掩膜图像以及卷积核分别进行FFT运算，相应得到FFT结果，再通过FFT进行光刻模型演算，获得光刻结果，
[0007]通过GPU优化函数减少光刻目标和光刻结果的误差,
[0008]通过GPU梯度函数优化光刻结果。
[0009]作为技术方案的补充，所述的基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法，还包括水平集掩膜更新的步骤。
[0010]作为技术方案的补充，水平集光刻掩膜表示：
[0011][0012]C表示光刻掩膜的边界，φ(x,y)表示对应的水平集合函数,x,y表示图像中的像素坐标，inside代表在边界中，outside代表在边界外。
[0013]作为技术方案的补充，GPU优化函数：
[0014][0015]x,y表示图像中的像素坐标，Z代表通过GPU算法生成的掩膜图像，Zt代表光刻掩膜目标图像，γ代表相关指数，N代表图片的宽度和高度。
[0016]作为技术方案的补充，作为技术方案的补充，作为技术方案的补充，作为技术方案的补充，作为技术方案的补充，GPU梯度函数：
[0017][0018]M代表掩膜图像，Z代表GPU生成的光刻结果，Zt代表目标图像，γ为参数，θ
z
为sigmoid函数的斜率，H
flip
为卷积核的180度翻转，H为卷积核，代表卷积操作，H代表卷积核，
⊙
代表点乘操作。
[0019]作为技术方案的补充，水平集更新：
[0020][0021]其中φ
i+1
(x,y)代表更新后的水平集函数，i代表第i次更新，Δt代表更新步长，t代表时间。
[0022]作为技术方案的补充，通过计算统一设备架构编程模型CUDA编写的快速傅里叶变换FFT程序直接调用GPU的计算资源。
[0023]作为技术方案的补充，使用nvidia开发的CUFFT库进行所述FFT运算。
[0024]一种计算机系统，包括：
[0025]处理器；
[0026]以及存储器，
[0027]其中，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器执行所述计算机指令以实现任一项所述的方法的步骤。
[0028]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，实现任一项所述的方法的步骤。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术设计了一种利用GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法。具有以下特点：
[0031]1、实现光刻加速模型算法效率高；
[0032]2、支持GPU运算，大大加速了逆光刻掩膜的运算效率。
附图说明
[0033]图1是优化结果图。
具体实施方式
[0034]以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本专利技术书叙述了一第一特征形成于一第二特征的上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下公开书不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。
[0035]光刻工艺是现代极大规模集成电路制造过程中最重要的制造工艺，即通过光刻机将掩模上集成电路的设计图形转移到硅片上的重要手段。掩模上集成电路设计图形通过光刻机的投影物镜在硅片上成像时，随着掩模上图形特征尺寸的较小，光的衍射现象逐渐显著。
[0036]反演光刻技术(Inverse lithography technology，ILT)是把要在硅片(晶圆)上实现的图形为目标，通过复杂的反演数学计算得到一个理想的掩模设计图案(通常为灰度图案或所谓基于像素的掩模图案)，随后经过简化和提取等操作获得最终基于多边形的掩模设计图案。
[0037]当前的大规模集成电路普遍采用光刻系统制造。光刻系统主要分为：照明系统(光源)、掩模、投射系统及晶片等四部分。光源发出的光线经过聚光镜聚焦后入射至掩模，掩模的开孔部分透光；经过掩模后，光线经由投射系统入射至晶片；这样掩模图形就复制在晶片上。
[0038]随着光刻技术节点进入45nm
‑
22nm，电路的关键尺寸已经远远小于光源的波长，因此光的干涉和衍射现象更加显著，导致光罩投影至硅片上的图形发生畸变，甚至会导致超出可接受范围的图形失真。典型的效应有：线端头缩短、圆角和关键尺寸偏移等等。这种光学的衍射畸变的影响受到周边图形环境的影响，被称之为光学临近效应(optical proximity effects，简称OPE)。
[0039]为了解决诸如此类的光学临近效应，需要对设计的版图进行预先的修正，使得修改的量正好能够补偿曝光系统造成的临近效应。因此，使用做过光学临近修正的版图写成的光罩，在晶圆上就能得到最初想要的设计图案。这个修正的迭代过程就叫光学临近修正(Optical Proximity Correct，简称OPC)。OPC是为了改善光学临近效应对曝光的影响，所以基本工作就是对版图做逐线段的切割移动，然后不断的迭代，最后与实际结果进行验证。
[0040]在一种实施例中，本专利技术采用GPU优化函数和梯度下降算法对掩膜进行优化，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法，其特征在于，包括读取原始光刻掩膜的目标图像，通过像素级并行的移动处理来获得掩膜边界，通过GPU对所有的边界进行并行计算获得水平集掩膜，对所获得的掩膜图像以及卷积核分别进行FFT运算，相应得到FFT结果，再通过FFT进行光刻模型演算，获得光刻结果，通过GPU优化函数减少光刻目标和光刻结果的误差,通过GPU梯度函数优化光刻结果。2.如权利要求1所述的基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法，其特征在于，还包括水平集掩膜更新的步骤。3.如权利要求1所述的基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法，其特征在于，水平集光刻掩膜表示：C表示光刻掩膜的边界，φ(x,y)表示对应的水平集合函数,x,y表示图像中的像素坐标，inside代表在边界中，outside代表在边界外。4.如权利要求2所述的基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法，其特征在于，GPU优化函数：x,y表示图像中的像素坐标，Z代表通过GPU算法生成的掩膜图像，Zt代表光刻掩膜目标图像，γ代表相关指数，N代表图片的宽度和高度。5.如权利要求3所述的基于GPU加速水平集进行逆光刻掩膜优化的方法，其特征在于，GPU梯度函数：M代表掩膜图像，Z代表GPU生成的光刻结果，Zt代表目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国晋，
申请(专利权)人：智腾科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：