基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法及装置

技术领域

本申请涉及光刻分辨率增强技术领域，尤其涉及一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法及装置。

背景技术

光刻技术是极大规模集成电路制造工艺的关键技术之一，而随着芯片集成度不断增大和特征尺寸不断减小，对光刻分辨率及曝光后图形质量的要求也越来越高。表面等离子体光刻(Plasmonic lithography)技术作为一种极具发展前景的下一代光刻技术，因其具有可打破传统光学光刻中存在的分辨率衍射极限以及不需要物理掩膜的优点，为发展高分辨率、低成本、高效、大面积纳米光刻技术提供了重要方法和技术途径。

目前，已经通过实验验证表面等离子体光刻技术可以满足微纳制造领域对14纳米(nm)及以下技术节点分辨率的要求，但随着集成电路特征尺寸的进一步缩小，近场光学邻近效应(Near-field optical proximity effect，near-field OPE)也随之变得更加严重，不仅会极大地降低曝光图形的分辨率，还使得光刻胶内最终曝光图形的失真现象急剧增大，导致制造而成的纳米器件的物理性能及电学特性存在偏差，进而影响到产品的功能和成品率，严重限制了表面等离子体光刻技术的实际应用性。因此，为满足集成电路中对纳米结构器件的尺寸及质量的高性能要求，near-field OPE成为了表面等离子体光刻技术中亟待解决的重要问题。

为了进一步提高表面等离子体光刻技术的曝光性能，解决near-field OPE现象对光刻胶内曝光图形质量的影响，研究人员提出了多种分辨率增强技术(Resolutionenhancement technology，RET)，主要包括光学邻近效应校正(Optical proximitycorrection，光学邻近效应校正)技术，离轴照明(Off axis illumination，OAI)技术，相移掩膜(Phase shifting masks，PSM)技术，次分辨率辅助图形(Sub-resolution assistfeature，SRAF)技术等。

虽然这些分辨率增强技术能够在一定程度上改善光刻胶内曝光图形的质量，但是却存在着耗时较长、运算复杂、精确度较低或者价格昂贵等各种问题。此外，随着纳米光刻工艺技术节点的不断降低，目标图形和密度不断提高，复杂的2D图形已经成为了纳米工艺版图中的主要类型，而采用这些传统的分辨率增强技术，利用表面等离子体光刻系统很难在保障高分辨率的情况下，在硅片上获得良好的曝光图形，因此，亟需一种提高表面等离子体光刻系统的成像分辨率以及曝光图形保真度的方法。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法及装置，以解决现有表面等离子体光刻系统的成像分辨率以及曝光图形保真度较低的问题。

第一方面，本申请提供一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法，所述方法包括：

对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数；

基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系；

基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围；

将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量；

确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形；

将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。

采用上述技术方案的情况下，本申请实施例提供的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法，可以对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数；基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系；基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围；将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量；确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形；将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。由于该优化方法是一个基于光刻成像模型及光刻胶成像模型而建立的实验验证模型，不仅能够真实的反映出表面等离子体光刻工艺中各个工艺步骤中近场光学邻近效应对曝光图形质量的影响，还能进一步验证表面等离子体光刻特有的表面倏逝波衰减特性在近场光学邻近效应的产生中所起到的显著作用，为降低特征尺寸误差、提高曝光图形质量的均一性提供切实可行的解决方案，具有较强的实际应用性，既能有效地提高曝光图形质量的校准精度，同时也有效地减少了仿真的复杂度提高了计算效率，实际应用性非常强，这对于进一步开展低成本、大面积化、高曝光质量的表面等离子体光刻系统的研究具有十分重要的意义。

在一种可能的实现方式中，所述基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，包括：

建立所述表面等离子体光刻的光刻成像模型和光刻胶成像模型；

基于所述点扩展函数确定曝光剂量和曝光时间的对应关系；

基于所述曝光剂量和曝光时间的对应关系确定所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形；

基于所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型，结合所述二维图形的曝光图形，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量，包括：

将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，并在预设曝光条件下提取所述光刻胶内目标曝光图形的轮廓；

确定所述目标图形和所述目标曝光图形的轮廓之间的误差值，基于所述误差值确定所述目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量。

在一种可能的实现方式中，所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系为所述光学邻近效应具有所述场强衰减特性，所述曝光图形质量随着所述场强衰减特性而变化。

在一种可能的实现方式中，所述基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围，包括：

基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，确定近场范围内倏逝波对应的所述场强衰减特性进行定量分析，确定光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系；

基于所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，确定所述近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围。

在一种可能的实现方式中，所述确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形，包括：

通过点-线-面的方式确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内采用梯度下降算法对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的所述校正图形。

在一种可能的实现方式中，所述曝光剂量和曝光时间的对应关系，包括：

在一种可能的实现方式中，所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，包括：

其中，所述k

在一种可能的实现方式中，所述建立所述表面等离子体光刻的光刻成像模型和光刻胶成像模型，包括：

获取所述光刻胶表面的所述三维场强分布数据；

基于所述三维场强分布数据建立所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型。

第二方面，本申请还提供一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正装置，所述装置用于实现第一方面任一所述的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法，所述装置包括：

第一确定模块，用于对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数；

第二确定模块，用于基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系；

第三确定模块，用于基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围；

第四确定模块，用于将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量；

第五确定模块，用于确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形；

第六确定模块，用于将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块包括：

建立子模块，用于建立所述表面等离子体光刻的光刻成像模型和光刻胶成像模型；

第一确定子模块，用于基于所述点扩展函数确定曝光剂量和曝光时间的对应关系；

第二确定子模块，用于基于所述曝光剂量和曝光时间的对应关系确定所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形；

第三确定子模块，用于基于所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型，结合所述二维图形的曝光图形，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述第四确定模块包括：

提取子模块，用于将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，并在预设曝光条件下提取所述光刻胶内目标曝光图形的轮廓；

第四确定子模块，用于确定所述目标图形和所述目标曝光图形的轮廓之间的误差值，基于所述误差值确定所述目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量。

在一种可能的实现方式中，所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系为所述光学邻近效应具有所述场强衰减特性，所述曝光图形质量随着所述场强衰减特性而变化。

在一种可能的实现方式中，所述第三确定模块包括：

第五确定子模块，用于基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，确定近场范围内倏逝波对应的所述场强衰减特性进行定量分析，确定光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系；

第六确定子模块，用于基于所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，确定所述近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围。

在一种可能的实现方式中，所述第五确定模块包括：

第七确定子模块，用于通过点-线-面的方式确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内采用梯度下降算法对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的所述校正图形。

在一种可能的实现方式中，所述曝光剂量和曝光时间的对应关系，包括：

在一种可能的实现方式中，所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，包括：

其中，所述k

在一种可能的实现方式中，所述建立子模块包括：

获取单元，用于获取所述光刻胶表面的所述三维场强分布数据；

建立单元，用于基于所述三维场强分布数据建立所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型。

第二方面提供的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正装置的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的另一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法的流程示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种表面等离子体光刻技术中心的近场光学邻近效应的曲线示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种近场光学邻近效应对曝光图形质量的影响示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种目标图形及其在预设曝光条件下获得的光刻胶内目标曝光图形与目标图形之间的比较示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种曝光剂量补偿图的示意图；

图7示出了本申请实施例提供的一种校正图形及其获得的光刻胶内最终曝光图形与原始图形之间的比较示意图；

图8示出了本申请实施例提供的一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

目前，已经通过实验验证表面等离子体光刻技术可以满足微纳制造领域对14纳米(nm)及以下技术节点分辨率的要求，但随着集成电路特征尺寸的进一步缩小，近场光学邻近效应(Near-field optical proximity effect，near-field OPE)也随之变得更加严重，不仅会极大地降低曝光图形的分辨率，还使得光刻胶内最终曝光图形的失真现象急剧增大，导致制造而成的纳米器件的物理性能及电学特性存在偏差，进而影响到产品的功能和成品率，严重限制了表面等离子体光刻技术的实际应用性。因此，为满足集成电路中对纳米结构器件的尺寸及质量的高性能要求，near-field OPE成为了表面等离子体光刻技术中亟待解决的重要问题。

为了进一步提高表面等离子体光刻技术的曝光性能，解决near-field OPE现象对光刻胶内曝光图形质量的影响，研究人员提出了多种分辨率增强技术(Resolutionenhancement technology，RET)，主要包括光学邻近效应校正(Optical proximitycorrection，OPC)技术，离轴照明(Off axis illumination，OAI)技术，相移掩膜(Phaseshifting masks，PSM)技术，次分辨率辅助图形(Sub-resolution assist feature，SRAF)技术等。

虽然这些分辨率增强技术能够在一定程度上改善光刻胶内曝光图形的质量，但是却存在着耗时较长、运算复杂、精确度较低或者价格昂贵等各种问题。此外，随着纳米光刻工艺技术节点的不断降低，目标图形和密度不断提高，复杂的2D图形已经成为了纳米工艺版图中的主要类型，而采用这些传统的分辨率增强技术，利用表面等离子体光刻系统很难在保障高分辨率的情况下，在硅片上获得良好的曝光图形。

因此，有必要针对表面等离子体光刻系统中存在的near-field OPE的产生机理及物理计算展开深入研究，从而提出一种能够精准且高效地解决这一问题的方案，以达到能够进一步提高表面等离子体光刻系统的成像分辨率以及曝光图形保真度的目的，进而满足集成电路工艺技术节点对表面等离子体光刻成像精度的要求。

目前的传统的基于像素的二维图像光学邻近效应校正优化方法，该方法属于“基于规则”的光学邻近效应校正方法。具体内容是通过对表面等离子体光刻的点扩展函数(Point spread function，PSF)与目标图形的二值图像之间卷积后的空间像(Aerialimage)成像结果进行定量分析后，找出空间像的成像轮廓与目标图形之间存在的几何误差，提出一种通过任意修改原始目标图形的几何分布的方法，进而达到改善光刻胶内曝光图形的边角圆化、线宽偏差以及线端缩等图形失真的问题。

但是，由于该方法是基于目标图形曝光后空间像的成像特征及其局部环境的几何信息而建立的一种“基于规则”的光学邻近效应校正方法，虽然极易实现，但却只能对成像结果局部区域存在的图形失真问题进行矫正，并且随着目标图形的复杂度及密度的不断增加，该方法很难实现全局图形矫正。更重要的是，由于最终光刻胶内曝光图形的质量还会受到显影过程中显影时间及显影液与光刻胶之间的化学反应的影响，而仅基于空间像成像结果的光学邻近效应校正方法，校正后最终光刻胶内曝光图形与目标图形之间的误差仍然存在，因此，该方法的精确度仍有待提高。

为了解决以上问题，本申请通过对表面等离子体光刻特有的近场增强效应进行定量表征，从物理根源上揭示了near-field OPE的产生机理，以及倏逝波(Evanescentwaves)复杂的衰减特性和场分布的不对称性对曝光图形边缘特征尺寸的影响，并从光刻参数与表征光刻图形保真度的指标之间的数学关系出发，通过对曝光剂量和目标图形的联合优化，提出了一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正优化方法，相比于传统的光学邻近效应校正优化方法，该方法是一种基于曝光剂量补偿原则下的优化方法，可进一步提高优化自由度，能够更为有效的提高表面等离子体光刻系统的成像及曝光图形质量，为批量生产低成本、高分辨率和高保真度的任意二维纳米图形提供技术基础，并为微纳米光刻加工技术的发展提供理论支持。

图1示出了本申请实施例提供的一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法的流程示意图，如图1所示，所述基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法包括：

步骤101：对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数。

步骤102：基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系。

在本申请中，可以建立所述表面等离子体光刻的光刻成像模型和光刻胶成像模型；基于所述点扩展函数确定曝光剂量和曝光时间的对应关系；基于所述曝光剂量和曝光时间的对应关系确定所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形；基于所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型，结合所述二维图形的曝光图形，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系。

其中，所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系为所述光学邻近效应具有所述场强衰减特性，所述曝光图形质量随着所述场强衰减特性而变化。

步骤103：基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围。

在本申请中，可以基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，确定近场范围内倏逝波对应的所述场强衰减特性进行定量分析，确定光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系；基于所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，确定所述近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围。

步骤104：将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量。

在本申请中，可以将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，并在预设曝光条件下提取所述光刻胶内目标曝光图形的轮廓；确定所述目标图形和所述目标曝光图形的轮廓之间的误差值，基于所述误差值确定所述目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量。

步骤105：确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形。

在本申请中，可以通过点-线-面的方式确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内采用梯度下降算法对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的所述校正图形。

步骤106：将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。

综上所述，可以对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数；基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系；基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围；将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量；确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形；将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。由于该优化方法是一个基于光刻成像模型及光刻胶成像模型而建立的实验验证模型，不仅能够真实的反映出表面等离子体光刻工艺中各个工艺步骤中近场光学邻近效应对曝光图形质量的影响，还能进一步验证表面等离子体光刻特有的表面倏逝波衰减特性在近场光学邻近效应的产生中所起到的显著作用，为降低特征尺寸误差、提高曝光图形质量的均一性提供切实可行的解决方案，具有较强的实际应用性，既能有效地提高曝光图形质量的校准精度，同时也有效地减少了仿真的复杂度提高了计算效率，实际应用性非常强，这对于进一步开展低成本、大面积化、高曝光质量的表面等离子体光刻系统的研究具有十分重要的意义。

图2示出了本申请实施例提供的另一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法的流程示意图，如图2所示，基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法包括：

步骤201：对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数。

在本申请中，可以对表面等离子体光刻中通过其聚焦元件纳米蝴蝶结式孔径结构后，最终到达光刻胶表面的三维场强分布进行建模分析，并将其作为表面等离子光刻系统的点扩展函数(PSF)。

步骤202：基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系。

在本申请中，可以通过建立表面等离子体的光刻成像模型和光刻胶成像模型，通过对光刻胶内复杂二维图形的最终曝光图形进行分析后，揭示近场光学邻近效应(near-field OPE)的产生机理。

具体的，上述步骤202的具体实现包括以下子步骤：

子步骤A1：建立所述表面等离子体光刻的光刻成像模型和光刻胶成像模型。

上述子步骤A1的实现过程可以包括：通过获取所述光刻胶表面的所述三维场强分布数据；基于所述三维场强分布数据建立所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型。

子步骤A2：基于所述点扩展函数确定曝光剂量和曝光时间的对应关系。

当表面等离子体光刻系统在进行任意图形曝光时，其光刻胶内最终曝光图形所需的曝光剂量分布是由点扩展函数(PSF)、曝光时间和目标图形的二位值像素化矩阵之间的曝光剂量调制映射的卷积关系来确定的，也即是由曝光剂量和曝光时间的对应关系来确定的，其中，所述曝光剂量和曝光时间的对应关系，包括：

子步骤A3：基于所述曝光剂量和曝光时间的对应关系确定所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形。

在本申请中，只有当光刻胶内的曝光剂量达到光刻胶的临界剂量(Thresholddose)以上的情况下，才能够获得曝光图形。

图3示出了本申请实施例提供的一种表面等离子体光刻技术中心的近场光学邻近效应的曲线示意图，如图3所示，纵轴表示照射剂量(Exposure dose)，在加上背景效应(Background effect)后，导致特征尺寸由W变为W±Δ，进一步的，光学邻近效应(Opticalproximity effect)可以看作是能够影响曝光剂量的背景效应(Background effect)，进而对目标图形的特征尺寸W产生影响。

子步骤A4：基于所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型，结合所述二维图形的曝光图形，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系。

所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系为所述光学邻近效应具有所述场强衰减特性，所述曝光图形质量随着所述场强衰减特性而变化。

图4示出了本申请实施例提供的一种近场光学邻近效应对曝光图形质量的影响示意图，如图4所示，基于等强度等值线点扩展函数(Isointensity contour of PSF)进行扫描(Scanning)，对目标图形(Target pattern)进行曝光，得到光刻胶内形成的二维图形的曝光图形(Pattern profile)，进一步的，对于曝光图形的样本剖面截图(Cross-sectionof pattern profile)进行分析，其纵轴表示剂量(Dose)，其中，当光刻胶内的曝光剂量达到光刻胶的临界剂量(Threshold dose)以上的情况下，才能够获得曝光图形，由于表面等离子体光刻的点扩展函数(PSF)具有比较复杂的场强分布以及场强衰减特性，并且收到纳米蝴蝶结式孔径结构几何特性的影响，点扩展函数的分布在xy平面上也具有非对称行，导致其对光刻胶内最终曝光图形质量的影响也比较复杂，比如存在边角圆化、线宽偏差以及线端缩进等图形是真的问题，同时也具有不对称性。由此可确定，所述光学邻近效应具有所述场强衰减特性，所述曝光图形质量随着所述场强衰减特性而变化。

步骤203：基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，确定近场范围内倏逝波对应的所述场强衰减特性进行定量分析，确定光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系。

在本申请中，可以对光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围，由于表面等离子体光刻的点扩展函数(PSF)决定着光刻胶内的场强分布，在近场范围内PSF主要是由倏逝波构成的，而倏逝波的近场衰减特性将会导致其所携带的高频能量快速损失，并且由于不同特征尺寸及图形下所产生的邻近效应不同，经曝光系统滤波后频谱的高频丢失情况也不同，随之所丢失的高频成像信息也不同，进而导致曝光后的图形存在不同的光学邻近畸变。因此，可以对倏逝波的近场衰减特性进行定量分析，进而可以建立起高频信息随曝光深度而衰减的关系。根据近场光刻系统的曝光模型，光刻胶内空间频率(spatial frequency，kz(z))与近场场强衰减长度(decaylength，β(z))之间存在如下的关系：

其中，所述k

由此，可以确定表面等离子体光刻系统中存在的近场光学邻近效应的物理机理主要是由于光刻胶内的倏逝波随曝光深度的增加而快速衰减的近场衰减特性，导致其携带的高频信息丢失而产生的。

需要说明的是，这一物理机理完全不同于传统光学光刻系统中由于衍射极限或是曝光元件/结构的物理特性而导致的高频信息丢失，而这一物理机理的发现能够为提出一种从根本上有效改善曝光图形质量的光学邻近效应校正方法提供理论支持。

步骤204：基于所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，确定所述近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围。

步骤205：将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，并在预设曝光条件下提取所述光刻胶内目标曝光图形的轮廓。

其中，预设曝光条件也即是最佳曝光条件，本申请实施例对其具体数值不作限定，可以根据实际应用场景做调整。

图5示出了本申请实施例提供的一种目标图形及其在预设曝光条件下获得的光刻胶内目标曝光图形与目标图形之间的比较示意图，如图5(a)所示为目标图形，图5(b)所示的是对目标图形(Target pattern)进行曝光，在最佳曝光条件下光刻胶内形成的目标曝光图形(Pattern profile)的轮廓。

步骤206：确定所述目标图形和所述目标曝光图形的轮廓之间的误差值，基于所述误差值确定所述目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量。

在本申请中，结合图5，可以对比所述目标曝光图形的轮廓和所述目标图形之间的误差值，计算最终曝光图形也即是目标曝光图形的精确度，并得到需要进行曝光剂量调制的补偿图，通过补偿图确定目标补偿曝光剂量。

图6示出了本申请实施例提供的一种曝光剂量补偿图的示意图，如图6所示，可以根据该曝光剂量补偿图确定每个需要进行曝光补偿的位置对应的补偿曝光剂量。

步骤207：确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形。

在本申请中，可以通过点-线-面的方式确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内采用梯度下降算法对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的所述校正图形。

步骤208：将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。

在本申请中，可以将校正图形作为输入图像，并将其在最佳曝光条件下获得的光刻胶内最终曝光图形的轮廓于原始目标图形进行比较，计算最终曝光图形的精确度以及成本函数曲线，本申请是基于曝光剂量补偿原则下的“混合型(hybrid)”光学邻近效应校正优化方法，不仅能够实现对曝光剂量的精准调控，还能有效地节约优化时间，具有较强的实际应用性。因此，相较于其他的光学邻近效应校正优化方法，本申请中所提出的光学邻近效应校正优化优化方法更适合应用于复杂二维图形加工及大面积曝光图形中，进一步提高表面等离子体光刻工艺的实际应用性。

图7示出了本申请实施例提供的一种校正图形及其获得的光刻胶内最终曝光图形与原始图形之间的比较示意图，如图7(a)所示的为校正图形，图7(b)为目标图形(Targetpattern)也即是原始图形与在最佳曝光条件下光刻胶内形成的目标曝光图形(Patternprofile)也即是最终曝光图形的轮廓的示意图。

本申请的目的在于提出一种能够对表面等离子体光刻工艺中近场光学邻近效应产生的物理根源进行定量分析，并能对其进行精准校对的光学邻近效应校正优化方法。通过建立表面等离子体光刻的三维光刻成像模型及光刻胶成像模型，定量分析点扩展函数的场强分布及其衰减特性对光刻胶内曝光图形质量的影响，揭示近场光学邻近效应产生的物理根源主要是由于倏逝波在光刻胶内沿曝光深度的不断增加导致高频信息快速丢失而产生。并提出一个随曝光深度而变化的衰减长度计算公式，定量分析出倏逝波的场强衰减特性对目标图形的影响范围，在此基础上提出一种基于曝光剂量补偿原则下的光学邻近效应校正优化方法。

综上所述，本申请实施例提供的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法，可以对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数；基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系；基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围；将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量；确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形；将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。由于该优化方法是一个基于光刻成像模型及光刻胶成像模型而建立的实验验证模型，不仅能够真实的反映出表面等离子体光刻工艺中各个工艺步骤中近场光学邻近效应对曝光图形质量的影响，还能进一步验证表面等离子体光刻特有的表面倏逝波衰减特性在近场光学邻近效应的产生中所起到的显著作用，为降低特征尺寸误差、提高曝光图形质量的均一性提供切实可行的解决方案，具有较强的实际应用性，既能有效地提高曝光图形质量的校准精度，同时也有效地减少了仿真的复杂度提高了计算效率，实际应用性非常强，这对于进一步开展低成本、大面积化、高曝光质量的表面等离子体光刻系统的研究具有十分重要的意义。

图8示出了本申请实施例提供的一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正装置的结构示意图，用于实现本申请任一所述的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正方法，如图8所示，所述基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正装置300包括：

第一确定模块301，用于对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数；

第二确定模块302，用于基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系；

第三确定模块303，用于基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围；

第四确定模块304，用于将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量；

第五确定模块305，用于确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形；

第六确定模块306，用于将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块包括：

建立子模块，用于建立所述表面等离子体光刻的光刻成像模型和光刻胶成像模型；

第一确定子模块，用于基于所述点扩展函数确定曝光剂量和曝光时间的对应关系；

第二确定子模块，用于基于所述曝光剂量和曝光时间的对应关系确定所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形；

第三确定子模块，用于基于所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型，结合所述二维图形的曝光图形，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述第四确定模块包括：

提取子模块，用于将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，并在预设曝光条件下提取所述光刻胶内目标曝光图形的轮廓；

第四确定子模块，用于确定所述目标图形和所述目标曝光图形的轮廓之间的误差值，基于所述误差值确定所述目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量。

在一种可能的实现方式中，所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系为所述光学邻近效应具有所述场强衰减特性，所述曝光图形质量随着所述场强衰减特性而变化。

在一种可能的实现方式中，所述第三确定模块包括：

第五确定子模块，用于基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，确定近场范围内倏逝波对应的所述场强衰减特性进行定量分析，确定光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系；

第六确定子模块，用于基于所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，确定所述近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围。

在一种可能的实现方式中，所述第五确定模块包括：

第七确定子模块，用于通过点-线-面的方式确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内采用梯度下降算法对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的所述校正图形。

在一种可能的实现方式中，所述曝光剂量和曝光时间的对应关系，包括：

在一种可能的实现方式中，所述光刻胶内空间频率与近场场强衰减长度的对应关系，包括：

其中，所述k

在一种可能的实现方式中，所述建立子模块包括：

获取单元，用于获取所述光刻胶表面的所述三维场强分布数据；

建立单元，用于基于所述三维场强分布数据建立所述光刻成像模型和所述光刻胶成像模型。

本申请实施例提供的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正装置，可以对表面等离子体光刻中到达光刻胶表面的三维场强分布数据进行建模分析，确定点扩展函数；基于所述点扩展函数对所述光刻胶内形成的二维图形的曝光图形进行分析，确定倏逝波的场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系；基于所述场强衰减特性和曝光图形质量的对应关系，通过对所述光刻胶内倏逝波的场强衰减特性进行建模分析，确定近场光学邻近效应对目标图形的有效作用范围；将所述目标图形作为所述表面等离子体光刻的输入图像，确定在预设曝光条件下所述目标图形对应的所述光刻胶内目标曝光图形的精确度和目标补偿曝光剂量；确定所述目标图形上需要进行补偿调制的区域，在所述有效作用范围内基于所述目标补偿曝光剂量对所述近场光学邻近效应进行补偿矫正，得到矫正后的校正图形；将所述校正图形作为输入图像，并将在所述预设曝光条件下提取所述光刻胶内校正曝光图形的轮廓进行比较，确定所述校正曝光图形的精确度和成本函数曲线数据。由于该优化方法是一个基于光刻成像模型及光刻胶成像模型而建立的实验验证模型，不仅能够真实的反映出表面等离子体光刻工艺中各个工艺步骤中近场光学邻近效应对曝光图形质量的影响，还能进一步验证表面等离子体光刻特有的表面倏逝波衰减特性在近场光学邻近效应的产生中所起到的显著作用，为降低特征尺寸误差、提高曝光图形质量的均一性提供切实可行的解决方案，具有较强的实际应用性，既能有效地提高曝光图形质量的校准精度，同时也有效地减少了仿真的复杂度提高了计算效率，实际应用性非常强，这对于进一步开展低成本、大面积化、高曝光质量的表面等离子体光刻系统的研究具有十分重要的意义。

本申请提供的一种基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正装置，可以实现如图1至图7任一所示的基于倏逝波场强衰减特性调制式的光学邻近效应校正的方法，为避免重复，这里不再赘述。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。