纯相位掩模图转换方法、装置、曝光设备及存储介质与流程

本发明涉及光刻，具体涉及纯相位掩模图转换方法、装置、曝光设备及存储介质。

背景技术：

1、误差扩散算法是目前快速高效设计全息掩模的算法之一，对于复振幅掩模图，我们很难同时调节振幅和相位信息。因此需要将复振幅掩模图转换为振幅型或纯相位掩模图。由于纯相位掩模图更高效，所以我们经常将复振幅掩模图转换为纯相位掩模图。误差扩散算法可以将一个复振幅型掩模图，通过误差扩散的形式转换为纯相位掩模图，合成纯相位全息掩模。

2、但传统的误差扩散方式总是从上到下，对误差的扩散从左向右和从右向左，误差扩散的方向较乱、较多，可能引起误差的堆积，且像素边缘的误差会扩散到外部，导致外部边缘有害纹理增多，边缘模糊，对合成掩模的成像质量产生影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种纯相位掩模图转换方法、装置、曝光设备及存储介质，以解决使用传统的误差扩散方法将复振幅掩模图转换为纯相位掩模图时，误差扩散的方向较乱、较多，且像素边缘的误差会扩散到外部，导致外部边缘有害纹理增多，边缘模糊的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种纯相位掩模图转换方法，所述方法包括：获取复振幅掩模图；提取所述复振幅掩模图的任意两个相邻边的公共像素点和像素中心点；控制扫描装置以所述任意两个相邻边的公共像素点和像素中心点为端点，进行螺旋式扫描，使得扫描过程中误差沿着扫描路径向像素中心点方向的相邻像素点扩散；在扫描过程中，将扫描路径上的所有像素点的振幅更新为1，使得扫描经过的像素点成为纯相位像素点，得到所述复振幅掩模图对应的纯相位掩模图。

3、本发明提供的纯相位掩模图转换方法，通过获取复振幅掩模图，提取复振幅掩模图的任意两个相邻边的公共像素点和像素中心点，并以提取的公共像素点和像素中心点或以像素中心点为端点，进行螺旋式扫描，使得扫描过程中误差沿着扫描路径向像素中心点方向的相邻像素点扩散，实现了误差均匀的向周围扩散，即曝光得到的线条沿各个方向都比较均匀，且误差不会扩散到像素外部边缘，提高了合成掩模的成像质量。

4、在一种可选的实施方式中，所述控制扫描装置以所述任意两个相邻边的公共像素点和像素中心点为端点，进行螺旋式扫描，包括：基于设定的不同像素扫描方向对应的不同误差扩散方式，控制扫描装置以所述任意两个相邻边的公共像素点为扫描起始点，并以螺旋的扫描方式进行扫描，直至扫描的终点为所述像素中心点；或基于设定的不同像素扫描方向对应的不同误差扩散方式，控制扫描装置以所述像素中心点为扫描起始点，并以螺旋的扫描方式进行扫描，直至扫描的终点为所述任意两个相邻边的公共像素点为扫描终点。

5、本发明通过以任意两个相邻边的公共像素点和像素中心点为端点，进行螺旋式扫描，实现了在边界上的扫描路径是光滑的直线，在边界上没有引入有害纹理。

6、在一种可选的实施方式中，所述控制扫描装置以所述像素中心点为端点，进行螺旋式扫描，包括：基于设定的不同像素扫描方向对应的不同误差扩散方式，控制扫描装置以所述像素中心点为扫描起始点，在第一扫描过程中以间隔行或列的螺旋扫描方式进行扫描，直至第一扫描的终点为所述复振幅掩模图的任一边缘像素点，使得在第一扫描过程中误差扩散到未被扫描的相邻的像素点；第一扫描完成后，控制扫描装置以第一扫描的终点为扫描起始点，并以螺旋的扫描方式对第一扫描过程中未被扫描的像素点进行第二扫描，直至第二扫描的终点为所述像素中心点，使得的第二扫描过程中的误差扩散到第一扫描路径上相邻的像素点。

7、本发明通过以像素中心点位扫描起始点，第一扫描过程以间隔行或列的螺旋扫描方式进行扫描，直至第一扫描的终点为任一边缘像素点，第一扫描过程中误差扩散到未被扫描的相邻的像素点，以第一扫描的终点为扫描起始点，并以螺旋的扫描方式对第一扫描过程中未被扫描的像素点进行第二扫描，直至第二扫描的终点为像素中心点，采用回路的扫描方式，可将误差扩散的过程分为多步，在整个循环螺旋扫描的过程中，误差没有损失，完全扩散到了每个像素点上。

8、在一种可选的实施方式中，在每次扫描过程中误差扩散的系数均小于1，所述方法还包括：

9、循环上述基于设定的不同像素扫描方向对应的不同误差扩散方式，控制扫描装置以所述像素中心点为扫描起始点，至使得的第二扫描过程中的误差扩散到第一扫描路径上相邻的像素点的步骤，直至所有像素点的误差满足预设误差要求，所述像素点的误差与所有扫描过程中误差扩散的系数乘积成正比。

10、本发明通过循环进行回路扫描像素点，因为误差扩散的系数均小于1，多次循环误差扩散后，每一像素点上的多次误差扩散的系数乘积，会实现误差逐渐接近于0，多次进行可将有害纹理进行平均，使得误差扩散产生的有害纹理得到极大的减弱，可以极大的减弱甚至消除有害纹理。

11、在一种可选的实施方式中，当像素扫描方向为沿左方向扫描时，对应的误差扩散方式为向下扩散；当像素扫描方向为沿右方向扫描时，误差扩散方式为向上扩散；当像素扫描方向为沿向上方向扫描时，误差扩散方式为向左扩散；当像素扫描方向为沿向下方向扫描时，误差扩散方式为向右扩散。

12、本发明通过设定不同的扫描方向对应的误差扩散方式，可以保证误差更均匀的朝着像素点中心进行扩散。

13、在一种可选的实施方式中，所述纯相位掩模图中的所有像素点对应的相位取值范围为（0, 2π]，所述方法还包括：获取所述复振幅掩模图对应的刻蚀要求，所述刻蚀要求包括：刻蚀深度数量；按照所述刻蚀深度数量对所述相位取值范围进行划分，得到多个范围区间；分别以相邻两个范围区间的临界相位为聚类中心，对所述相位取值范围进行聚类，得到若干刻蚀相位区间；确定每个刻蚀相位区间对应的刻蚀深度，以利用每个刻蚀相位区间的刻蚀深度对所述刻蚀相位区间对应的像素点进行刻蚀，制造掩模。

14、在一种可选的实施方式中，所述确定每个刻蚀相位区间对应的刻蚀深度，包括：基于每个刻蚀相位区间对应的聚类中心，通过以下公式确定每个刻蚀相位区间对应的刻蚀深度：

15、

16、其中，（x,y）表示刻蚀相位区间内像素点对应的临界相位；h（x,y）表示每个刻蚀相位区间对应的刻蚀深度；n表示实际掩模过程中掩模板材质对应的折射率；表示光波的波长。

17、第二方面，本发明提供了一种纯相位掩模图转换装置，所述装置包括复振幅掩模图获取模块、像素点提取模块、误差扩散模块和纯相位掩模图确定模块。复振幅掩模图获取模块用于获取复振幅掩模图；像素点提取模块用于提取所述复振幅掩模图的任意两个相邻边的公共像素点和像素中心点；误差扩散模块用于控制扫描装置以所述任意两个相邻边的公共像素点和所述像素中心点为端点或者以所述像素中心点为端点，进行螺旋式扫描，使得扫描过程中误差沿着扫描路径向像素中心点方向的相邻像素点扩散；纯相位掩模图确定模块用于在扫描过程中，将扫描路径上的所有像素点的振幅更新为1，使得扫描经过的像素点成为纯相位像素点，得到所述复振幅掩模图对应的纯相位掩模图。

18、第三方面，本发明提供了一种曝光设备，应用于芯片制备工艺，所述曝光设备包括：操作控制单元，所述操作控制单元包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的纯相位掩模图转换方法。

19、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的纯相位掩模图转换方法。