CN113589643A - 基于调制区块叠加合成掩模图形的曲线型逆向光刻方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
现有的逆向光刻方法(在先技术1，Y.Granik,“Fast pixel-based maskoptimization for inverse lithography,”J.Microlith.,Microfab.Microsyst.5(4),043002(2006))普遍采用小尺寸网格对掩模图形进行像素化，通过独立优化所有掩模像素的透过率得到最佳掩模图形。像素级的掩模修正增加了掩模优化的自由度，提高了图形的轮廓保真度和边缘对比度，但是也增大了计算复杂度和存储消耗，对所用算法在高维优化问题中的性能提出了更高要求。实际上，业界通常采用正则化技术(在先技术2，A.Poonawala,and P.Milanfar,“A pixel-based regularization approach to inverselithography,”Microelectronic Engineering 84,2837–2852(2007))来增强掩模图形的可制造性，优化后的掩模图形包含若干个非连接的子图形，每个子图形由多个具有相同透过率分布的相邻像素聚合而成。即在优化后的掩模图形中，透光像素的邻域像素具有较大的概率表现为透光像素，遮光像素的邻域像素具有较大的概率表现为遮光像素，说明掩模像素之间存在较强的相关性。独立优化所有掩模像素并没有充分利用掩模像素之间的相关性，降低了掩模优化效率。
综上所述，现有的逆向光刻方法忽略了掩模像素之间的相关性，导致优化变量维数过高、掩模优化效率较低等不足。
发明内容
本发明提供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。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。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。
本发明的技术解决方案如下：
基于调制区块叠加合成掩模图形的曲线型逆向光刻方法，具体步骤为：
1.初始化光源图形J0、光瞳函数H0、光刻胶灵敏度α、光刻胶阈值tr、掩模阈值tm、显影阈值tdev、曝光剂量偏差的取值及对应的权重、离焦量的取值及对应的权重。
初始化曝光剂量偏差t的T个取值，对应的权重为pt，初始化离焦量h的H个取值，对应的权重为ph。根据离焦量h的取值，初始化光源图形J0和光瞳函数H0，预先计算出Hopkins成像模型中对应于离焦量h的TCC核，TCC(Transmission Cross Coefficient)表示传递交叉系数，保留前K个TCC核。
2.初始化掩模图形M0，设目标图形TP，采用两级划分实现初始化掩模图形M0的像素化。
初始化掩模图形M0的大小为PV×PH，其中，PV与PH分别表示初始化掩模图形M0竖直方向和水平方向的边长。
一级划分：将初始化掩模图形M0离散化成边长为L的粗网格，得到大小为NV1×NH1的粗分掩模图形M1，其中，NV1与NH1分别表示粗分掩模图形M1每列和每行包含的元素数，
NV1与NH1均为奇数。floor()函数表示向下取整。粗网格中心点的坐标表示为(x1,y1)，横坐标x1可取的离散值为
纵坐标y1可取的离散值为
二级划分：将粗分掩模图形M1的每个网格都离散成s×s个细网格，得到大小为NV2×NH2的细分掩模图形M2。s表示粗网格在水平方向与竖直方向的细分数，s为奇数且s≥3。NV2与NH2分别表示细分掩模图形M2每列和每行包含的元素数，NV2＝NV1×s，NH2＝NH1×s。细网格的边长为l＝L/s，细网格决定了细分掩模图形M2的分辨率，即掩模优化过程中的最小掩模像素。细网格中心点的坐标表示为(x2,y2)，横坐标x2可取的离散值为
纵坐标y2可取的离散值为
设初始时刻细分掩模图形M2中透光像素的透射率为1，遮光像素的透过率为0，目标图形TP＝M2。
3.采用调制区块叠加的方式得到合成掩模图形MF，借助掩模滤波与二值化处理，得到二元掩模MB。
在每个粗网格中心点处施加平滑程度相同的高斯调制，高斯核的构造方式如下：
高斯核kernel包含3个控制参数：参数a控制高斯核的整体幅值，根据初始化掩模阈值tm进行调整，使得初始时刻根据本发明方法合成的掩模图形M尽量接近于目标图形TP；参数σkernel控制高斯核的平滑程度，决定了高斯核的径向作用范围，体现了邻域像素透过率之间的相关性；参数Dkernel控制高斯核的尺寸，设Dkernel＝2L，即高斯核的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。在每个粗网格中心点处施加高斯调制时所用的高斯核相同，即3个控制参数固定不变。
利用一个NV1×NH1的调制矩阵I控制所有高斯核的强度分布，调制矩阵I的元素索引为(p,q)，
且1≤p≤NV1，
且1≤q≤NH1，
且I(p,q)∈[0,1]。对于以粗网格中心点(x1,y1)为中心的调制区块，该调制区块内部的细网格透过率可表示为：
其中，
根据初始时刻的粗分掩模图形M1初始化调制矩阵I：如果粗网格中心点(x1,y1)位于透光区域，则对应的元素I(p,q)初始化为1；如果粗网格中心点(x1,y1)位于遮光区域，则对应的元素I(p,q)初始化为0。
将所有调制区块叠加即可得到合成掩模图形MF，公式如下：
为了提高掩模图形的制造性，本发明采用掩模滤波方法对合成掩模图形MF进行处理，得到模糊化的掩模图形Mblur，
其中，
表示卷积符号，r0表示中心位置，||r-r0||表示点r到点r0的距离，σGF是高斯函数的标准差，Ω表示高斯卷积核包含的元素数。
利用掩模阈值tm对模糊化的掩模图形Mblur做二值化处理，得到最终的二元掩模MB，即MB＝Γ(Mblur-tm)。Γ(x)＝{1|x≥0∪0|x<0}，函数Γ(x)将Mblur中透过率大于等于掩模阈值tm的像素赋值为1，将Mblur中透过率小于掩模阈值tm的像素赋值为0。
4.构造逆向光刻问题的评价函数
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f，评价函数f的具体计算过程如下：
4.1将二元掩模MB代入Hopkins成像模型，计算出离焦量为h时的空间像AI，
其中，
是二元掩模MB通过傅里叶变换计算得到的掩模衍射谱，(x,y)为掩模图形的空间坐标，(f′,g′)为掩模衍射谱的归一化空间频率坐标。Φi(f′,g′；h)表示离焦量为h时的第i个频域TCC核，Si为第i个TCC核对应的系数，共用到K个TCC核。IFFT{}表示逆傅里叶变换。
4.2根据空间像AI及sigmoid光刻胶模型，计算出离焦量为h、曝光剂量偏差为t时的光刻胶像RI，
其中，α为光刻胶灵敏度，tr为光刻胶阈值。除了此处用到的sigmoid光刻胶模型，还可以根据实际需要选择常阈值光刻胶模型、变阈值光刻胶模型或三维光刻胶模型等。
4.3在正性显影过程中，如果光刻胶像RI大于等于显影阈值tdev，则该位置的光刻胶被去除；反之，如果光刻胶像RI小于显影阈值tdev，则该位置的光刻胶被保留。由此得到显影后的光刻胶图形RC，即RC(x,y；h,t)＝Γ(RI(x,y；h,t)-tdev)。
4.4利用不同曝光剂量偏差t和离焦量h条件下光刻胶图形与目标图形之间的图形误差的加权和构造出评价函数f，
5.根据初始时刻粗分掩模图形M1中各个粗网格中心点的透过率初始化调制矩阵I，以最小化评价函数值为目标，利用优化算法对调制矩阵I进行优化，将优化后的调制矩阵I代入步骤3，得到成像质量最好的二元掩模图形MB。
与在先技术相比，本发明具有以下优点：
本发明考虑了掩模像素之间的相关性，采用区块级的掩模修正，相对于基于像素的逆向光刻方法减少了优化变量维数，有效提高了掩模优化效率。
附图说明
图1是本发明所采用的目标掩模图形示意图
图2是本发明所采用的调制区块叠加合成掩模图形的原理示意图
图3是采用本发明方法在4个相邻调制区块的重叠区域产生的不同形状的示意图
图4是本发明采用初始掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图
图5是采用本发明方法优化后得到的掩模图形示意图
图6是采用本发明方法优化后的掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图
图7是基于像素的逆向光刻方法采用初始掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图
图8是采用基于像素的逆向光刻方法优化后得到的掩模图形示意图
图9是采用基于像素的逆向光刻方法优化后的掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图
图10是采用本发明方法与基于像素的逆向光刻方法进行逆向光刻的收敛曲线对比示意图图11是采用本发明方法进行逆向光刻的流程图
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以本实施例限制本发明的保护范围。
本发明提供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，步骤如下：
1.初始化光源图形J0、光瞳函数H0、光刻胶灵敏度α、光刻胶阈值tr、掩模阈值tm、显影阈值tdev、曝光剂量偏差的取值及对应的权重、离焦量的取值及对应的权重。
在本实施例中，光刻机照明波长为193.368nm，采用部分相干因子σin＝0.7、σout＝0.9的环形光源，光源偏振类型为tPol，投影物镜数值孔径NA＝1.35，缩放倍率R＝4，浸液折射率为1.44。T＝3，曝光剂量偏差t的3个取值依次为{-10％,0,10％}，对应的权重分别为{1.5,1,1.5}，H＝2，离焦量h取值依次为{0nm，60nm}，对应的权重分别为{1,1.1}。光刻胶灵敏度α＝150，光刻胶阈值tr＝0.2，掩模阈值tm＝0.53，显影阈值tdev＝0.5。根据离焦量h的取值、初始化光源图形J0和光瞳函数H0，预先计算出Hopkins成像模型中对应于离焦量h的TCC核，保留前10个TCC核，即TCC核的数目为K＝10。
2.初始化掩模图形M0，设目标图形TP，采用两级划分实现初始化掩模图形M0的像素化。
图1是本发明所采用的目标掩模图形示意图。初始化掩模图形M0的大小为1215nm×1215nm，即PV＝PH＝1215nm。一级划分将初始化掩模图形M0离散化成边长为L＝15nm的粗网格，得到大小为81×81的粗分掩模图形M1，即NV1＝NH1＝81。粗网格中心点的坐标表示为(x1,y1)，横坐标x1可取的离散值为
纵坐标y1可取的离散值为
二级划分将粗分掩模图形M1的每个网格都离散成s×s个细网格，得到大小为NV2×NH2的细分掩模图形M2。s表示粗网格在水平方向与竖直方向的细分数，在本实施例中，s＝5。细分掩模图形M2每列和每行包含的元素数分别为NV2＝405，NH2＝405。细网格的边长为l＝3nm，细网格决定了细分掩模图形M2的分辨率，即掩模优化过程中的最小掩模像素。细网格中心点的坐标表示为(x2,y2)，横坐标x2可取的离散值为
纵坐标y2可取的离散值为
设初始时刻细分掩模图形M2中透光像素的透射率为1，遮光像素的透过率为0，目标图形TP＝M2。
图2是本发明所采用的调制区块叠加合成掩模图形的原理示意图。图中的大圆点“·”表示粗分掩模图形M1中的粗网格中心点，例如点A、点B、点C与点D，小圆点“·”表示细分掩模图形M2中的细网格中心点。相邻细网格中心点之间的距离等于细网格边长l，相邻粗网格中心点之间的距离等于粗网格边长L。
3.采用调制区块叠加的方式得到合成掩模图形MF，借助掩模滤波与二值化处理，得到二元掩模MB。
在每个粗网格中心点处施加平滑程度相同的高斯调制，高斯核的构造方式如下：
高斯核kernel包含3个控制参数：参数a控制高斯核的整体幅值，根据初始化掩模阈值tm进行调整，使得初始时刻根据本发明方法合成的掩模图形M尽量接近于目标图形TP；参数σkernel控制高斯核的平滑程度，决定了高斯核的径向作用范围，体现了邻域像素透过率之间的相关性；参数Dkernel控制高斯核的尺寸，设Dkernel＝2L，即高斯核的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。在每个粗网格中心点处施加高斯调制时所用的高斯核相同，即3个控制参数固定不变。在本实施例中，a＝0.6，σkernel＝12nm，Dkernel＝30nm。由于高斯核具有径向对称性，因此在图2中用四个圆形分别表示四个独立的高斯核，分别作用于点A、点B、点C与点D为中心的调制区块，其中点A附近的颜色渐变表示高斯核的径向变化，中心位于点A的灰色方块表示以点A为中心的调制区块。
利用一个NV1×NH1的调制矩阵I控制所有高斯核的强度分布，调制矩阵I的元素索引为(p,q)，
且1≤p≤NV1，
且1≤q≤NH1，
且I(p,q)∈[0,1]。对于以粗网格中心点(x1,y1)为中心的调制区块，该调制区块内部的细网格透过率可表示为：
其中，
根据初始时刻的粗分掩模图形M1初始化调制矩阵I：如果粗网格中心点(x1,y1)位于透光区域，则对应的元素I(p,q)初始化为1；如果粗网格中心点(x1,y1)位于遮光区域，则对应的元素I(p,q)初始化为0。
将所有调制区块叠加即可得到合成掩模图形MF，公式如下：
图2中的实线方框包围的区域表示以点A、点B、点C及点D为中心的4个相邻调制区块的重叠区域，代表了调制区块叠加合成掩模图形过程中的基本单元。通过改变调制矩阵I中对应于点A、点B、点C与点D的元素的取值，可以在重叠区域产生出不同形状。在重叠区域中产生不同形状的能力决定了逆向光刻优化掩模的性能。图3是采用本发明方法在4个相邻调制区块的重叠区域产生的不同形状的示意图，包括图3(a)的环形、图3(d)的透光孔、图3(b)的宽条形、图3(e)的窄条形、图3(c)的宽斜线及图3(f)的窄斜线等基本图形，表明本发明方法具有产生不同形状的潜力。
为了提高掩模图形的制造性，本发明采用掩模滤波方法对合成掩模图形MF进行处理，得到模糊化的掩模图形Mblur，
其中，
表示卷积符号，r0表示中心位置，||r-r0||表示点r到点r0的距离，σGF是高斯函数的标准差，Ω表示高斯卷积核包含的元素数。在本实施例中，高斯卷积核为21×21的矩阵，σGF＝18nm。
利用掩模阈值tm对模糊化的掩模图形Mblur做二值化处理，得到最终的二元掩模MB，即MB＝Γ(Mblur-tm)。Γ(x)＝{1|x≥0∪0|x<0}，函数Γ(x)将Mblur中透过率大于等于掩模阈值tm的像素赋值为1，将Mblur中透过率小于掩模阈值tm的像素赋值为0。
4.构造逆向光刻问题的评价函数
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f，评价函数f的具体计算过程如下：
4.1将二元掩模MB代入Hopkins成像模型，计算出离焦量为h时的空间像AI，
其中，
是二元掩模MB通过傅里叶变换计算得到的掩模衍射谱，(x,y)为掩模图形的空间坐标，(f′,g′)为掩模衍射谱的归一化空间频率坐标。Φi(f′,g′；h)表示离焦量为h时的第i个频域TCC核，Si为第i个TCC核对应的系数，共用到K个TCC核。IFFT{}表示逆傅里叶变换。
4.2根据空间像AI及sigmoid光刻胶模型，计算出离焦量为h、曝光剂量偏差为t时的光刻胶像RI，
其中，α为光刻胶灵敏度，tr为光刻胶阈值。除了此处用到的sigmoid光刻胶模型，还可以根据实际需要选择常阈值光刻胶模型、变阈值光刻胶模型或三维光刻胶模型等。
4.3在正性显影过程中，如果光刻胶像RI大于等于显影阈值tdev，则该位置的光刻胶被去除；反之，如果光刻胶像RI小于显影阈值tdev，则该位置的光刻胶被保留。由此得到显影后的光刻胶图形RC，即RC(x,y；h,t)＝Γ(RI(x,y；h,t)-tdev)。
4.4利用不同曝光剂量偏差t和离焦量h条件下光刻胶图形与目标图形之间的图形误差的加权和构造出评价函数f，
5.根据初始时刻粗分掩模图形M1中各个粗网格中心点的透过率初始化调制矩阵I，以最小化评价函数值为目标，选择快速协方差矩阵自适应进化策略作为优化算法，对调制矩阵I进行优化。将优化后的调制矩阵I代入步骤3，得到成像质量最好的二元掩模图形MB。快速协方差矩阵自适应进化策略的相关算法参数设置为：初始搜索步长为0.33，低秩矩阵更新的代数间隔为50，迭代终止条件参数包括评价函数阈值为200、评价函数最大调用次数为15000，连续100次迭代的评价函数值变化幅度不能小于10。
图4是本发明采用初始掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图，在未对掩模进行优化时，不同工艺条件下的光刻胶图形与目标图形均存在明显的差异，图形保真度很差。图5是采用本发明方法优化后得到的掩模图形示意图，在图形稀疏区域产生了辅助图形，优化后的主图形和辅助图形轮廓比较光滑，不存在过小的图形宽度和图形间隔。图6是采用本发明方法优化后的掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图。基于像素的逆向光刻方法同样采用快速协方差矩阵自适应进化策略作为优化算法，优化算法中的参数与步骤5中的参数相同。由于掩模生成方式略有差异，基于像素的逆向光刻方法中使用的掩模阈值tm＝0.48，其他参数不变。图7是基于像素的逆向光刻方法采用初始掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图。图8是采用基于像素的逆向光刻方法优化后得到的掩模图形示意图，可以看到，该方法同样在图形稀疏区域产生了辅助图形。图9是采用基于像素的逆向光刻方法优化后的掩模图形在不同工艺条件下产生的光刻胶图形示意图。对比图6与图9可知，两种逆向光刻方法都具有较好的工艺鲁棒性。图10是采用本发明方法与基于像素的逆向光刻方法进行逆向光刻的收敛曲线对比示意图，可看出本发明方法在经过10530次评价函数调用后达到收敛，终止迭代，最终的评价函数值为5427.59，整个过程耗时439.41s。相比之下，基于像素的逆向光刻方法在经过12635次评价函数调用后达到收敛，终止迭代，最终的评价函数值为5365.25，整个过程耗时538.76s。显然，两种逆向光刻方法最终的评价函数值接近，但是本发明方法达到收敛需要的评价函数调用次数减少2105次、运行时间缩短99.35s，说明本发明方法的掩模优化效率更高。图11是采用本发明方法进行逆向光刻的流程图。
另外，本发明方法可以扩展到光源掩模优化(Source Mask Optimization,SMO)、光源掩模投影物镜联合优化(Source Mask Projector Optimization,SMPO)等计算光刻技术中，通过增加优化自由度进一步提高光刻成像质量。
本实施例和附图只是用于描述本发明的具体实施方法，并不用以限制本发明，本发明还可有其他多种实施例。在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的变形、替换和改进，但这些相应的变形、替换和改进都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一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，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1)初始化光源图形J0、光瞳函数H0、光刻胶灵敏度α、光刻胶阈值tr、掩模阈值tm、显影阈值tdev、曝光剂量偏差的取值及对应的权重、离焦量的取值及对应的权重；
初始化曝光剂量偏差t的T个取值，对应的权重为pt，初始化离焦量h的H个取值，对应的权重为ph；根据离焦量h的取值，初始化光源图形J0和光瞳函数H0，预先计算出Hopkins成像模型中对应于离焦量h的TCC核，TCC(Transmission Cross Coefficient)表示传递交叉系数，保留前K个TCC核；
步骤2)初始化掩模图形M0，设目标图形TP，采用两级划分实现初始化掩模图形M0的像素化：
初始化掩模图形M0的大小为PV×PH，其中，PV与PH分别表示初始化掩模图形M0竖直方向和水平方向的边长；
一级划分：将初始化掩模图形M0离散化成边长为L的粗网格，得到大小为NV1×NH1的粗分掩模图形M1，其中，NV1与NH1分别表示粗分掩模图形M1每列和每行包含的元素数，
NV1与NH1均为奇数，floor()函数表示向下取整；粗网格中心点的坐标表示为(x1,y1)，横坐标x1可取的离散值为
纵坐标y1可取的离散值为
二级划分：将粗分掩模图形M1的每个网格都离散成s×s个细网格，得到大小为NV2×NH2的细分掩模图形M2，s表示粗网格在水平方向与竖直方向的细分数，s为奇数且s≥3，NV2与NH2分别表示细分掩模图形M2每列和每行包含的元素数，NV2＝NV1×s，NH2＝NH1×s，细网格的边长为l＝L/s，细网格中心点的坐标表示为(x2,y2)，横坐标x2可取的离散值为
纵坐标y2可取的离散值为
设初始时刻细分掩模图形M2中透光像素的透射率为1，遮光像素的透过率为0，目标图形TP＝M2；
步骤3)采用调制区块叠加的方式得到合成掩模图形MF，借助掩模滤波与二值化处理，得到二元掩模MB：
在每个粗网格中心点处施加平滑程度相同的高斯调制，高斯核的构造方式如下：
高斯核kernel包含3个控制参数：参数a控制高斯核的整体幅值，根据初始化掩模阈值tm进行调整，使得初始时刻二元掩模MB接近于目标图形TP；参数σkernel控制高斯核的平滑程度；参数Dkernel控制高斯核的尺寸，设Dkernel＝2L，即高斯核的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NV1×NH1的调制矩阵I控制所有高斯核的强度分布，调制矩阵I的元素索引为(p,q)，
且1≤p≤NV1，
且1≤q≤NH1，
且I(p,q)∈[0,1]；
对于以粗网格中心点(x1,y1)为中心的调制区块，该调制区块内部的细网格透过率表示为：
其中，
根据初始时刻的粗分掩模图形M1初始化调制矩阵I：如果粗网格中心点(x1,y1)位于透光区域，则对应的元素I(p,q)初始化为1；如果粗网格中心点(x1,y1)位于遮光区域，则对应的元素I(p,q)初始化为0；
将所有调制区块叠加，即可得到合成掩模图形MF，公式如下：
采用掩模滤波方法对合成掩模图形MF进行处理，得到模糊化的掩模图形Mblur，公式如下：
其中，
表示卷积符号，r0表示中心位置，||r-r0||表示点r到点r0的距离，σGF是高斯函数的标准差，Ω表示高斯卷积核包含的元素数；
利用掩模阈值tm对模糊化的掩模图形Mblur做二值化处理，得到最终的二元掩模MB，即MB＝Γ(Mblur-tm)；Γ(x)＝{1|x≥0∪0|x<0}，函数Γ(x)将Mblur中透过率大于等于掩模阈值tm的像素赋值为1，将Mblur中透过率小于掩模阈值tm的像素赋值为0；
步骤4)构造逆向光刻问题的评价函数
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f，评价函数f的具体计算过程如下：
4.1将二元掩模MB代入Hopkins成像模型，计算出离焦量为h时的空间像AI，
其中，
是二元掩模MB通过傅里叶变换计算得到的掩模衍射谱，(x,y)为掩模图形的空间坐标，(f′,g′)为掩模衍射谱的归一化空间频率坐标，Φi(f′,g′；h)表示离焦量为h时的第i个频域TCC核，Si为第i个TCC核对应的系数，共用到K个TCC核，IFFT{}表示逆傅里叶变换；
4.2根据空间像AI及sigmoid光刻胶模型，计算出离焦量为h、曝光剂量偏差为t时的光刻胶像RI，
其中，α为光刻胶灵敏度，tr为光刻胶阈值；
4.3在正性显影过程中，如果光刻胶像RI大于等于显影阈值tdev，则该位置的光刻胶被去除；反之，如果光刻胶像RI小于显影阈值tdev，则该位置的光刻胶被保留；由此得到显影后的光刻胶图形RC，即RC(x,y；h,t)＝Γ(RI(x,y；h,t)-tdev)；
4.4利用不同曝光剂量偏差t和离焦量h条件下光刻胶图形与目标图形之间的图形误差的加权和构造出评价函数f，公式如下：
步骤5)根据初始时刻粗分掩模图形M1中各个粗网格中心点的透过率初始化调制矩阵I，以最小化评价函数值为目标，利用优化算法对调制矩阵I进行优化，将优化后的调制矩阵I代入步骤3，得到优化后的二元掩模图形MB。
2.根据权利要求1所述的基于调制区块叠加合成掩模图形的曲线型逆向光刻方法，其特征在于，所述步骤4.2中sigmoid光刻胶模型，可以根据实际需要选择常阈值光刻胶模型、变阈值光刻胶模型或三维光刻胶模型。
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