用于设计光掩模的系统和方法

背景技术

本公开涉及用于设计光掩模的系统和方法，特别是用于设计在制造半导体芯片的工艺中使用的光掩模的系统和方法。

制造半导体芯片的工艺涉及使用高度复杂的装置和技术的多个步骤，其中之一是光刻。光刻允许将设计图案转移到半导体衬底上，从而在衬底上创建电路设计和晶体管布局。但是，随着工艺节点的不断减少(例如，从2003年的90nm下降到2018年的7nm)，越来越难以通过会产生与设计者想要的相同的图案尺寸和轮廓的光掩模将设计图案转移到衬底上。

发明内容

本文公开了用于设计光掩模的系统和方法。

在一个示例中，公开了一种用于设计光掩模的方法。提供设计图案。由至少一个处理器创建具有与设计图案相对应的模拟图案的虚拟光掩模。优化模拟图案，以使要在半导体衬底上产生的最终图案与设计图案聚合。该优化还包括通过至少一个处理器校正模拟图案的一个或多个轮廓，以使最终图案与设计图案之间的几何差异满足预定标准。该校正至少部分地基于从多个训练样本训练的模型。

在另一示例中，一种用于设计光掩模的系统包括通信接口、存储装置和至少一个处理器。通信接口被配置为接收设计图案。至少一个处理器被配置为创建具有与设计图案相对应的模拟图案的虚拟光掩模，并且优化模拟图案，以使要在半导体衬底上产生的最终图案与设计图案聚合。存储装置被配置为存储具有优化的模拟图案的虚拟光掩模。该优化至少部分地基于从多个训练样本训练的模型。

在又一示例中，有形计算机可读设备具有存储在其上的指令，该指令在由至少一个计算设备执行时使至少一个计算设备执行操作。该操作包括提供设计图案。该操作还包括由至少一个处理器创建虚拟光掩模，该虚拟光掩模具有与设计图案相对应的模拟图案。所述操作还包括：由至少一个处理器优化所述模拟图案，以使要在半导体衬底上产生的最终图案与设计图案聚合。该优化还包括：由至少一个处理器校正模拟图案的一个或多个轮廓，以使最终图案与设计图案之间的几何差异满足预定标准。该校正至少部分地基于从多个训练样本训练的模型。

附图说明

并入本文中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的各方面，并且与说明书一起进一步用于解释本公开的原理，并使相关领域的技术人员能够做出和使用本公开。

图1示出了根据本公开的一些方面的用于制造半导体芯片的示例性系统的图。

图2A示出了根据本公开的一些方面的示例性图案。

图2B示出了在半导体衬底上产生的与图2A中的示例性图案相对应的图案。

图2C示出了根据本公开的一些方面的示例性图案。

图2D示出了在半导体衬底上产生的与图2C中的示例性图案相对应的图案。

图3示出了根据本公开的一些方面的示例性图案在布局上的位置的示意图。

图4示出了根据本公开的一些方面的用于设计光掩模的示例性系统的示意图。

图5示出了根据本公开的一些方面的用于训练模型以优化模拟图案的示例性系统的示意图。

图6A示出了根据本公开的一些方面的在优化模拟图案之后的几何差异的结果的示例性曲线图。

图6B示出了根据本公开的一些方面的在优化与图6A中使用的相同的模拟图案之后的几何差异的结果的另一示例性曲线图。

图7是根据本公开的一些方面的用于设计光掩模的示例性方法的流程图。

图8是根据本公开的一些方面的用于优化模拟图案的示例性方法的流程图。

图9示出了根据本公开的一些方面的示例性计算设备的框图。

将参考附图描述本公开的各方面。

具体实施方式

尽管讨论了具体的构造和布置，但是应当理解，这样做仅出于说明的目的。这样，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他构造和布置。而且，本公开还可以用于多种其他应用中。如在本公开中描述的功能和结构特征可以以未在附图中具体描绘的方式彼此组合、调整和修改，使得这些组合、调整和修改在本公开的范围内。

通常，可以至少部分地根据上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分地取决于上下文，本文所使用的术语“一个或多个”可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或者可以用于以复数意义描述特征、结构或特性的组合。类似地，至少部分地取决于上下文，诸如“一”或“所述”的术语可以同样被理解为传达单数用法或传达复数用法。另外，同样至少部分地取决于上下文，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他的因素，并且可以代替地允许存在不一定明确描述的附加因素。

如本文所用，术语“衬底”是指其上添加了后续材料层的材料。衬底本身可以被图案化。添加到衬底顶部的材料可以被图案化或可以保持未图案化。此外，衬底可以包括各种各样的半导体材料，例如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。替代地，衬底可以由非导电材料制成，例如玻璃、塑料、或蓝宝石晶圆。

如本文中使用的，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构之上延伸，或者可以具有小于下层或上层结构的范围的范围。此外，层可以是均质或非均质连续结构的区域，其厚度小于连续结构的厚度。例如，层可以位于连续结构的顶表面和底表面之间、或在连续结构的顶表面和底表面处的任何一对水平平面之间。层可以水平、垂直和/或沿着锥形表面延伸。衬底可以是层，可以在其中包括一个或多个层，和/或可以在其上、上方和/或下方具有一个或多个层。层可以包括多层。例如，互连层可以包括一个或多个导体和接触层(在其中形成互连线和/或过孔触点)和一个或多个电介质层。

在半导体芯片制造中，光刻通常用于在半导体衬底的表面上产生图案。在光刻中的图案化工艺中，光被引导向涂在膜上的光敏材料，与其相似，光刻将光导引到设置在半导体衬底上的光敏化学物质(通常以光致抗蚀剂层的形式)，从而去除光敏化学物质的某些部分并暴露位于光致抗蚀剂层下方的层的部分。此后，可以通过干法蚀刻、湿法蚀刻或其他合适的蚀刻方法来蚀刻暴露部分以产生孔结构。然后进行沉积工艺，例如，化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)、电化学沉积(ECD)、分子束外延、或其他合适的沉积方法，以生长材料、涂覆材料或以其他方式将材料转移到衬底上。该工艺的结果是在半导体衬底的表面上产生各种类型的层或膜，例如阻挡层、存储层、半导体沟道等，它们发挥各自的功能。

图1示出了根据本公开的一些方面的用于制造半导体芯片的示例性系统100的图。半导体芯片包括中间结构101，该中间结构101可以用于形成3D NAND存储器件、片上系统(SOC)或其他集成电路(IC)芯片。中间结构101可以具有衬底102，衬底102可以包括硅(例如，单晶硅)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)、锗(Ge)、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗(GOI)或任何其他合适的材料。在一些实施方式中，衬底102为减薄的衬底(例如，半导体层)，其通过研磨、蚀刻、化学机械抛光(CMP)或其任何组合而被减薄。注意，在图1中包括x轴和y轴以进一步示出系统100中的部件的空间关系。衬底102可以包括在x方向(即，横向方向)上横向延伸的两个横向表面(例如，顶表面和底表面)。如本文所使用的，当衬底(例如，衬底102)在y方向(即，垂直方向)上位于半导体芯片的最低平面中时，在y方向上一个部件(例如，层或器件)是在衬底或系统的另一部件(例如，层或器件)“上”、“上方”、“下方”还是“之下”，是相对于半导体衬底确定的。在整个本公开中，应用了用于描述空间关系的相同概念。

在与本公开一致的一些方面中，半导体芯片可以可选地包括层104。取决于半导体芯片的类型，层104可以是电介质层、牺牲层、氧化物层、导体层、绝缘层或任何其他合适的材料膜。在形成层104之前，可能需要清洁衬底102以通过例如湿法化学处理去除存在于其表面上的任何污染物。可以例如在至少150℃的温度下将衬底102加热10至20分钟以蒸发其上的任何水分。随后，可以通过在衬底102上进行沉积(包括但不限于CVD、ALD、PVD、ECD或其任何组合)来形成层104。在通过光刻去除了沉积在层104上的光致抗蚀剂的一个或多个部分之后，可以部分地暴露层104以进行蚀刻。

根据本公开，取决于中间结构101的应用，可以在衬底102或层104上形成光致抗蚀剂层106。光致抗蚀剂层106可以包括光敏有机材料，例如重氮萘醌(DNQ)、甲基丙烯酸甲酯等。在一些实施方式中，可以通过旋涂将光致抗蚀剂层106沉积在层104的顶表面上。旋涂使得光致抗蚀剂层106能够形成为具有均匀厚度的薄膜。在其他实施方式中，也可以采用实现相同的均匀性结果的合适的沉积材料来形成光致抗蚀剂层106。在形成之后，可以将光致抗蚀剂层106暴露于光以在其上产生图案。光可能会在光致抗蚀剂层106的某些暴露区域中引起化学反应，以使暴露的部分(对于正型光致抗蚀剂)或未暴露的部分(对于负型光致抗蚀剂)可以溶于显影剂，该显影剂可以将那些部分带离中间结构101，因此在光致抗蚀剂层106中产生图案。因此可以使光致抗蚀剂层106下方的层暴露，以用于后续的蚀刻、沉积或这两者，以形成集成电路的部件。

在本公开的一些方面中，可以使用光掩模112以一定的图案将光引导到中间结构101的顶表面上，如图1所示。光可以从光源115发射并变成光111。光源115可以采用适合于光刻的任何光源。在一些实施方式中，光源115可以是激光发射器，其发射波长在紫外(UV)、深紫外(DUV)、极紫外(EUV)或超极紫外(BEUV)的范围内的光。例如，EUV光源通常用于制造工艺节点为10nm或以下的半导体芯片。在一些实施方式中，可以在光源115和光掩模112之间设置聚光透镜114，以将光111引导到光掩模112的表面而不是向其他地方发射，从而可以减少能量损失。由聚光透镜114引导的多个平行光束(例如光束1111和1112)可以照射到光掩模112上。

光掩模112可以是由具有某些孔的不透明材料制成的板，或者是允许光通过的透明或半透明部分(以下称为非不透明部分)。光掩模112的既不是孔也不是透明/半透明的部分(例如部分113，以下称为不透明部分)可以阻止光通过。可以考虑从光源115发射的光111的波长来选择光掩模112的组成和材料。在一些实施方式中，光掩模112可以在石英衬底上具有铬层。在其他实施方式中，光掩模112可以包括钼和硅的多个交替层，以通过这些层来反射光。非不透明部分可以形成布局以将光的投影引导到中间结构101的表面上，该中间结构101可以涂覆有光致抗蚀剂层106，如上所述。尽管在图1中仅示出了形成光掩模112的一块板，但是在与本公开一致的其他实施方式中，光掩模112可以包括多个掩模，每个掩模可以复制一层。这些布局共同对应于设计图案。这样的多个光掩模112也被称为光掩模组。在其他实施方式中，光掩模112可以包括一个或多个相移掩模，其利用了由于掩模的不同光学厚度而产生的光的相变。

在制造工艺期间，希望的是，通过经由光掩模112的光刻，在中间结构101上产生的图案类似于或等于设计图案，以使完成的半导体芯片将具有与原始设计相匹配的布局。然而，所产生的图案与设计图案的偏差或变形通常是不可避免的，例如更宽或更窄的线宽、平坦侧上的凸起或凹入、圆角等。这种误差可能归因于光111的衍射、工艺效果、或这两者。当作为波传播的光通过开口或小孔时，发生衍射，这有效地成为传播波的次要来源。例如，如图1所示，在到达光掩模112上的开口之后，光束1111和1112分别被衍射为光波1113和1114。通常，开口越小，衍射光发散的速度越快，并且中间结构101的表面上的光斑尺寸越大。就工艺效果而言，由于近几年工艺节点和工艺中使用的光的波长不断减少，使光维持其边缘放置完整性变得越来越困难。因此，需要补偿技术来校正在半导体衬底上产生的图案的这些偏差和变形，以使半导体器件的电特征不会从设计特征显著改变。

与本公开一致，补偿技术之一被称为光学邻近校正(OPC)。可以采用OPC来改变光掩模112上的布局，以解决、减少、甚至消除投影到半导体衬底上的图案的各种图像误差。在一些实施方式中，OPC可以通过添加多边形、半圆形或扇形来校正这些误差，或者去除光掩模112上的布局的边缘或侧面。可以基于多个参数来计算一些校正，所述参数包括激光111的波长、布局的相邻特征(例如直线、矩形、圆形、曲线等)之间的距离、某些形状的高度、宽度和/或直径等。可以在与输入特征(被添加到光掩模上112的布局)和输出特征(反映在半导体衬底上最终产生的图案中)相关的表格中查找其他校正，这些特征是根据过去的使用相同或相似工艺的情况进行汇编而成的。

通常，校正是采取多个轮次以优化光掩模的重复过程，该光掩模将在衬底上产生类似于或等于设计图案的图案。因此，在每一轮校正之后提供物理的、经调节的光掩模并在试错式的半导体制造中准备这些掩模会太过昂贵。计算机辅助设计工具可以创建包括与设计图案相对应的模拟图案的虚拟光掩模，并且还可以模拟优化的结果，以找出哪个校正后的虚拟光掩模具有可以用于在半导体衬底上产生最终图案的布局，而不会显著改变预期的电性能。例如，如果模拟结果表明两条相邻的读/写线之间的距离在一处非常近，以至于可能导致短路，则虚拟光掩模可能需要进一步校正。可以由半导体芯片的制造商或无晶圆厂设计工作室的设计人员使用专用于IC芯片设计的计算机软件来设计或创建原始图案。

图2A示出了根据本公开的一些方面的示例性图案200A。图案200A可以是IC设计者使用电子设计自动化(EDA)工具绘制的布局的一部分。如图2A所示，图案200A以及下文中描述的其他图案可以位于由x方向和z方向(其垂直于图1所示的x方向和y方向两者)限定的水平平面中。作为示例，部分211至213可以代表三个水平定位的电极，而部分214和215可以代表两个触点。图案200A的这些部分在原始设计中具有锐角和笔直的轮廓。然而，当被实施为在光掩模上的布局并用光照射时，这些部分可能在半导体衬底上产生最终图案，例如图2B中所示的图案200B，与原始图案显著不同。由于衍射和工艺效果，图案200B趋于具有圆角、雕刻的边线以及许多其他图像误差，其中许多图像误差可能导致芯片无法使用。例如，部分211和214之间的距离变得非常小，以至于它们可能不再彼此电分离并且可能容易短路。

为了纠正这些误差，设计者可能必须对光掩模上的布局应用被称为OPC的各种校正。在一些实施方式中，这样的应用可以由处理器在计算机辅助设计软件的帮助下执行。图2C示出了根据本公开的一些实施方式的另一示例性图案200C。图案200C可以是与设计图案200A相对应的模拟图案，但是已经被优化。优化可以包括对图案200A的轮廓的校正。例如，可以将小多边形添加到图案200A中的一个或多个部分，例如，将正方形231添加到部分211，将矩形232添加到部分214等。也可以将曲线形状添加到图形200A中的一个或多个部分，例如将半圆233添加到部分212，将扇形234添加到部分211等。此外，部件的一部分可以被雕刻，例如从部分212雕刻出凹部235等。注意，进行校正时所应用的形状不限于上面列举的示例。本领域技术人员可以开发其他规则或不规则形状以达到优化模拟图案200C的相同目的，以使要在半导体衬底上产生的最终图案与设计图案之间的几何差异满足预定标准，这将在稍后讨论。如果在不参考机器学习模型的情况下应用这种校正，则这种校正在本公开中被称为常规OPC。相反，参考机器学习模型的校正在本公开中被称为基于机器学习的OPC。

图2D示出了在半导体衬底上产生的与图2C中的图案200C相对应的图案200D。与图案200B相比，由优化图案200C产生的图案200D具有更近似地相似于原始设计(即图案200A)的轮廓，因此图案200D与图案200A聚合。因此，通过使用压印有优化图案200C的光掩模，可以以较少的电特征改变来形成半导体衬底的布局。

通过根据本公开的系统和方法优化的模拟图案可以对应于设计图案的整个布局，或者替代地，对应于设计图案的一部分。图3示出了根据本公开的一些方面的示例性图案301的位置的示意图。图案301可以仅是设计图案的整个布局300的一部分，占据具有长度l和宽度w的区域。在图3所示的实施方式中，布局的总表面积可以被均等地划分为m×n个图案单元，每个图案单元具有与图案301相同的单元面积，尽管其中包含的图案可以彼此不同。在其他实施方式中，划分的图案可以不是矩形的形状，其可以根据执行优化的应用的兼容性来调整。在其他实施方式中，布局可以不被均等地划分。例如，具有更密集的部件的区域，例如朝向布局300的外围定位的那些部件的区域，可以被划分成具有较小单元面积的单元。结果，那些图案中的特征的数量将与具有较大单元面积但具有更稀疏的部件的图案中的特征的数量相当。以这种方式，每个划分的图案的优化可以具有可比较的处理时间，因此，当这些图案被多个处理器内核并行处理时，减少了处理器的空闲时间。

图4示出了根据本公开的一些方面的用于设计光掩模的示例性系统400的示意图。系统400可以包括至少一个处理器，该处理器实施本文公开的用于设计用于蚀刻半导体衬底的光掩模的各种功能，例如，创建具有模拟图案的虚拟光掩模、优化模拟图案等。处理器可以是包括一个或多个通用处理器件(例如微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等)的处理器件。更具体地，处理器可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、运行其他指令集的处理器、或运行指令集的组合的处理器。处理器还可以是一个或多个专用处理器件，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、片上系统(SoC)等。处理器可以被配置为专用于对虚拟光掩模上的模拟图案执行优化的单独的处理器模块。替代地，处理器可以被配置为用于执行其他功能的共享处理器模块。处理器可以通信地耦合到计算设备的其他部件，例如存储器或存储装置，并且被配置为执行存储在其上的计算机可执行指令。

在一些实施方式中，系统400还可以包括用于通过光掩模发射光并发射到半导体衬底上的光源。光源可以是激光发射器，例如受激准分子激光器，其发射波长在UV、DUV、EUV或BEUV的范围内的光。系统400还可以包括各种光学部件，例如聚光透镜、一个或多个反射器等，其可以导引从光源发射的光的传播并减少能量损失。

与本公开一致，系统400可以包括通信接口(未示出)。通信接口可以接收诸如存储器、处理器、SoC等半导体器件的布局形式的图案402。在半导体器件的制造期间，图案402可以由系统400外部的开发者来设计，作为数字数据传输到系统400，压印到光掩模上，并且使用光刻转移到半导体衬底上。要在半导体衬底上产生的图案是最终图案。随后可以通过蚀刻、沉积和其他可用的制造工艺来形成各种电路、结构和连接。在一些实施方式中，可能需要多个图案402以进行多次曝光和图案化，从而创建多层半导体器件。在其他实施方式中，如果半导体衬底的表面积太大，则可以将设计图案的布局划分为各种子图案，可以将每个子图案压印到独立的用于光刻的光掩模上。

在通过将光引导到衬底的期望区域而产生最终图案的工艺中使用光掩模。系统400可以用于设计这样的光掩模。在一些实施方式中，系统400可以用如上所述的相同的或分离的处理器来创建虚拟光掩模，例如虚拟光掩模404。虚拟光掩模404可以包括由系统400模拟的图案，以对应于图案402。在优化模块406的开始，模拟图案可以与图案402相同。在一些实施方式中，系统400可以随后利用各种工艺参数的输入、使用虚拟光掩模404来运行半导体衬底的模拟光刻。这样的参数的示例可以包括光源的类型、光的波长、工艺节点、暴露于光的持续时间、各种部件之间的间距、临界尺寸、部件的密度等。这些参数将允许系统400模仿实际的制造环境并接近实际结果。以此方式，系统400可以模拟最终图案的虚拟结果。

在不太可能的情况下，第一次模拟之后的最终图案与图案402相同，系统400不需要优化虚拟光掩模404上的模拟图案，因为可以将布局的预期设计产生到半导体衬底上而没有任何偏差或变形。系统400可以将虚拟光掩模404直接存储在存储装置(未示出)中。在请求时或当发生特定事件时，系统400可以将虚拟光掩模404连同其上的模拟图案发送到下一阶段，以准备物理光掩模408。

然而，在大多数情况下，第一次模拟后的最终图案与图案402不同，并且系统400必须确定两个图案之间的差异是否足够小，从而使从虚拟光掩模制成物理光掩模并且使用该光掩模将设计图案转印到衬底将不会由于所引起的缺陷而使最终图案无用。根据与本公开一致的一些方面，在该确定过程405中，系统400可以比较两个图案之间的几何差异并确定是否满足预定标准。

在确定过程期间，可以以多种方式来计算几何差异。在一个示例中，可以选择设计图案上的多个特征点(例如图2A中的拐角216)以及最终图案上的其各自对应的特征点(例如图2D中的拐角246)。可以从最有可能在设计图案和最终图案之间发生偏差的那些点中选择特征点。每个特征点在由x方向和z方向(或x-z平面)限定的水平平面中有自己的x-z坐标。每个对应的特征点对可以用于计算该对之间的几何差异。因此，可以通过测量一对拐角216和246之间的水平线距离，例如计算它们各自在x-z平面中的坐标之间的直接距离，来计算它们之间的几何差异。在另一示例中，可以通过比较两个图案的关键特征的方差来计算几何差异。例如，每个图案可以具有一个或多个分立的形状，其中每个可以具有重心。如图2A所示，设计图案200A的部分211、212、213、214和215可以具有它们各自的重心。类似地，它们在最终图案(图案200D)中的对应部分也可以具有它们各自的重心，如图2D所示。至少作为一个因素，设计图案的重心与最终图案的重心之间的偏移可以用于确定是否满足用于容忍偏差或变形的预定标准。

在以上实施方式中，如果满足标准，则系统400认为设计图案和最终图案聚合，并且可以将虚拟光掩模404保存到存储装置中以用于后续处理；如果不满足标准，则虚拟光掩模404可以在优化模块406中经受优化过程，在该优化过程中，虚拟光掩模404上的模拟图案的一个或多个轮廓(包括但不限于角、线、部件的绝对和相对位置、尺寸等)可以由系统400中的处理器校正，从而减小几何差异。

在一些实施方式中，该标准可以是成对的对应特征点对的至少预定百分比的水平线距离不超过预定距离。在一个示例中，假设存在200对的对应特征点，如果所述对中的至少75％(即150对)的水平线距离不超过10nm，则系统400认为设计图案和最终图案之间的几何差异在预定阈值以下，并基于最后一轮优化的结果继续准备物理光掩模(包括具有优化的模拟设计的虚拟光掩模)。随后，可以使用物理光掩模通过光刻技术在半导体衬底上产生图案。

根据与本公开一致的某些方面，可以将成对的对应特征点的预定百分比设置为一个值，使得目标上的对(即，水平线距离不超过预定距离的对)等于或大于目标外的对(即，水平线距离超过相同预定距离的对)。百分比越高意味着最终图案与设计图案越接近，这是所希望的，因为这意味着与设计图案的偏差或变形较小。因此，预定百分比可以在50％和100％之间，包括50％和100％。

根据与本公开一致的某些方面，可以参考光源的波长来设置预定距离，这可以影响光掩模的选择以及维持光的边缘放置完整性的能力。此外，引起最终图案的偏差或变形的衍射也与波长有关。系统400的分辨率被衍射限制为波的波长与孔径宽度的比率。因此，为了减少衍射引起的图像误差的影响，将对应的特征点的目标上的对和目标外的对分开的预定距离可以被设置为等于或小于光源的波长的一半。例如，当光源是具有13.5nm的波长的EUV时，预定距离可以被设置为6.25nm或更小。在与本公开一致的其他方面中，取决于不同的工艺节点，预定距离可以是选自由以下各项组成的组的值：10nm、9nm、8nm、7nm、6nm、5nm、4nm、3nm、2nm、1nm、0.9nm、0.8nm、0.7nm、0.6nm、0.5nm、0.4nm、0.3nm、0.2nm和0.1nm。

当由于未达到预定百分比或出于某些其他原因而不满足预定标准时，系统400可以请求对虚拟光掩模上的模拟图案进行连续优化以校正模拟图案的轮廓。替代地，可以由系统400的操作员请求重复。在一些实施方式中，可以将校正重复多次，并且在每次迭代中，可以考虑来自上一次迭代的几何差异的反馈来应用对模拟图案的附加改变。在一个示例中，再次假设有200对的对应特征点，当某一对的水平线距离超过200个水平线距离的平均值达标准偏差(σ)的三倍以上时，与不超过平均值三倍σ的对相比，围绕特征点的虚拟掩模上的区域可以接收到更高的优先级进行校正。在另一示例中，当虚拟掩模的尺寸区域(例如，100nm×100nm的区域)中的所有相邻特征点的水平线距离超过预定距离时，该区域可以被标记为高度变形的区域，并且与至少一个水平线距离在预定距离内的其他区域相比，在下一次迭代中接收到更激烈的优化。

根据与本公开一致的某些方面，如果几何差异不满足预定标准，则可以重复包括对模拟图案的轮廓的校正在内的优化。这将确保最终图案与设计图案之间的偏差小到足以落入制造精度的公差之内。尽管如此，在一些实施方式中，如果几何差异在预定次数的迭代之后仍不满足预定标准，则优化模块406将可选地停止校正。设置最大迭代次数可以节省处理时间，因为对密集分布的图案进行大量校正通常会占用大量时间，有时每次迭代要花费数小时。经验表明，可以将预定次数设置为2到20之间的任何次数(包括2和20)。因此，如图4所示，系统400可以做出重复是否已经达到预定次数的可选(以虚线示出)决定407。如果是，则系统400将停止校正并结束优化，从而制造工艺可以继续进行以制造物理光掩模；如果不是，则系统400将继续优化虚拟光掩模上的模拟图案，直到满足预定标准或满足预定迭代次数为止。

在一些实施方式中，当要模拟的图案仅占设计图案的整个布局300的一部分时，如上面结合图3所述，图4中所示的系统400可以使用多个处理器核来并行处理(例如，优化)在单独的虚拟光掩模上的每个划分的图案。多个处理器核可以构成系统400的一个处理器。替代地，如果划分的图案的数量超过系统400中可用的处理器核的总数，则可以对它们中的一些或全部进行串行处理(优化)。

在一些实施方式中，系统400可以具有输入设备(未示出)，其允许操作员输入、调整或删除与优化过程的重复有关的参数。例如，操作员可以通过输入设备设置预定百分比、预定距离、预定迭代次数等。因此，可以在光掩模设计工艺之前、之中或之后改变用于重复优化的预定标准，从而允许根据这些实施方式的系统比没有能力进行这种改变的系统提供更大的灵活性。在另一示例中，系统400可以预先安装有用于确定优化过程的重复的各种参数，以使模拟一旦开始就不会被中途中断。

根据本公开的某些方面，系统400可以利用模型420来校正虚拟光掩模上的模拟图案的轮廓。模型420可以是由计算设备运行的机器学习模型，该计算设备可以是独立设备并且与系统400分开或者与系统400集成。模型420可以是从多个训练样本训练的机器学习模型。模型420可以通信地耦合到优化模块406。

从过去的样本情况学到的各种校正规则可以应用于虚拟光掩模404上的图案的优化，其可以具有与那些情况相同或相似的部件或特征。当模型420耦合到优化模块406时，可以利用来自模型420的校正规则和/或其他参数的输入在优化模块406处执行应用，从而可以执行对虚拟光掩模404上的图案的OPC。在一些实施方式中，优化模块406可以确定是否可以从模型420应用从一种或多种过去情况学到的校正规则以优化模拟图案。校正规则可以与特定轮廓(例如，图2A中的部分211)相关联，使得一旦系统400识别出具有相同或相似轮廓的图案，则其可以使用相同的校正方法来校正新轮廓(例如，在与向部分211添加方形231和扇形234的位置相同的位置向新轮廓添加方形和扇形)。因此，如果在相同的制造环境(例如使用光源的相同波长)下在模型420中找到的特定轮廓与当前情况中的轮廓匹配，则优化模块406可以通过应用与该特定轮廓相关联的校正规则而直接模拟虚拟光掩模404上的图案的结果。

可以基于测量相应轮廓的对应特征点之间的几何差异来判断两个轮廓是否彼此匹配。替代地，可以基于这两个轮廓的重心的线距离来判断两个轮廓是否彼此匹配。如果几何差异或线距离在预定值内，则系统400可以确定可以应用与来自一种或多种过去情况的轮廓相关联的校正规则以优化模拟图案。因此，可以采用这种基于机器学习的OPC来获得所需的模拟结果。在该基于机器学习的OPC之后，系统400可以将结果直接用作模拟图案以产生光掩模410。替代地，系统400可以执行正常OPC的一次或多次迭代(诸如以上结合图2A至图2D所描述的)以微调模拟图案的轮廓。添加的常规OPC可以带来进一步缩窄设计图案与最终图案之间的几何差异的好处。因此，如果在应用校正规则之后几何差异不满足预定标准，则可以重复迭代，如以上结合确定过程405所讨论的。

相反，如果在优化模块406做出确定之后，没有来自模型420的当前情况可以参考的校正规则，则系统400可以运行优化模块406以执行常规OPC的一次或多次迭代而无需参考来自模型420的校正规则，从而识别出最终图案与设计图案聚合时的正确阶段。如上文结合确定过程405所讨论的，如果在应用校正规则之后设计图案和最终图案之间的几何差异不满足预定标准，则可以重复迭代。

根据本公开的某些方面，优化模块406可以首先从模型420搜索轮廓，以确定从一种或多种过去情况学到的校正规则是否可以应用于模拟图案的优化。如果所述确定返回肯定答案，这意味着来自过去情况的轮廓与当前情况的轮廓匹配，则优化模块406可以仅运行基于机器学习的OPC以获得优化的图案。如果所述确定返回否定答案，这意味着过去情况的轮廓与当前情况的轮廓都不匹配，则优化模块406可以转向常规OPC来优化图案，其可以运行一次或多次迭代。因此，使用模型420的本公开可以显著减少两个图案聚合所需的优化过程中的迭代次数，因为它可以直接告诉系统400适合于先前训练的图案的最佳校正并且摆脱了对反复地尝试和犯错以达到相同结果的需要。

如以上结合图3所描述的，根据本公开的一些方面，在一个给定时间由优化模块406进行优化的图案可以仅构成图案的整个布局的一部分，而不是整个布局。整个布局可以分为多个部分，这些部分可以被单独优化并且然后被组装以形成完整图案。可以由系统400的一个或多个处理器顺序、并行或以混合模式(包含多个图案部分的顺序和并行处理)进行这种优化。一些部分可以通过机器学习OPC来优化，而其他部分可以通过常规OPC来优化。在这样的实施方式中，系统400可以可选地包括验证模块408，该验证模块408检查组装的完整图案是否将生成与设计图案聚合的最终图案。验证模块408可以参考将设计图案分成多个较小部分然后再输入到优化模块406中的算法，将单独优化的图案部分组装成完整图案。替代地，可以在优化模块406中进行组装。随后，验证模块408可以使用与结合确定过程405描述的方法类似的方法(例如，几何差异)来验证设计图案与要由模拟图案生成的最终图案之间的差异是否可以满足预定设计公差(例如，在半导体制造中具有可忽略或可容忍的缺陷)。预定设计公差可以是最终图案中的偏离其在设计图案中的对应特征点的距离超过预定值(例如5nm、4nm、3nm、2nm、1nm、0.9nm、0.8nm、0.7nm、0.6nm、0.5nm、0.4nm、0.3nm、0.2nm和0.1nm)的选定特征点的百分比。如果是这样，则验证模块408可以将完整的模拟图案传递到下一阶段，以产生具有与模拟图案相对应的压印布局的光掩模410。否则，验证模块408可以将工艺返回到优化的开始，如图4所示。

图5示出了根据本公开的一些方面的用于训练模型420以优化模拟图案的示例性系统500的示意图。系统500可以包括由至少一个处理器实施的多个功能单元和模块。在一些实施方式中，系统500可以包括模型训练单元502，其可以基于目标函数506(也被称为损失函数)使用训练算法508在一组训练样本504(包括过去的模拟图案)上训练用于校正模拟图案的轮廓的模型420。更具体地，模型420能够对哪种类型的调整适合于模拟图案进行分类。模型420可以包括分类模型，例如k近邻(KNN)、卷积神经网络(CNN)、基于情况的推理、决策树、朴素贝叶斯、人工神经网络(ANN)、逻辑回归、费舍尔线性判别、支持向量机(SVM)或感知器。

训练样本504可以来自光掩模设计的过去情况，其中已经执行了优化过程。这些情况代表了根据布局的不同类型的部件或特征以及在各种工作环境(由多个工艺参数限定，所述工艺参数例如是光源的类型、光的波长、工艺节点、曝光时间、各种部件之间的间距、临界尺寸、部件密度等)下进行的所有种类的调整的宝库。每个光掩模设计可以被手动、自动或半自动地标记有多个预定类别中的一个，每个类别对应于诸如电极、触点等的一般类型的部分或部件、和/或工艺参数。这些类型的部分或部件可以根据不同的形状被进一步细分，例如圆形、矩形、菱形等。

在一些实施方式中，模型420可以包括一个或多个参数(例如，KNN中的k)，当模型420被馈送有训练样本504时，所述参数可以由模型训练单元502共同调整。模型训练单元502可以共同调整模型420的参数，以使用训练算法508在训练样本504上使目标函数506最小化。可以基于要训练的模型420的特定类型来选择任何合适的目标函数506和训练算法508。例如，对于KNN模型，模型训练单元502可以结合KNN分类训练算法来使用基于均方误差(MSE)的目标函数。应该理解，可以以迭代的方式执行模型420的训练，例如参数的调整。

图6A示出了根据本公开的一些方面的在优化模拟图案之后的几何差异的结果的示例性曲线图。图6A的优化没有使用从多个训练样本训练的模型，并且在10.5个小时内持续了20次迭代。如图6A所示，有236个特征点被采样用于训练过程，其中最大的一组点具有在0.2nm范围内的偏差。除一个特征点外的所有特征点的几何差异均在1nm范围内。

图6B示出了根据本公开的一些方面的在优化与图6A中使用的相同的模拟图案之后的几何差异的结果的另一示例性曲线图。除了正常优化迭代之外，图6B的优化还使用了从多个训练样本训练的模型。优化只需要3.5个小时多一点，节省了三分之二的处理时间。如图6B所示，为训练过程而采样的特征点的数量(236)与图6A中的数量相同，其中最大的一组点具有在0.2nm范围内的偏差。除一个特征点外的所有特征点的几何差异均在1nm范围内。图6B所示的结果与图6A的结果相当，但花费明显少得多的时间就能获得。因此，使用本公开内容以经过训练的机器学习模型来辅助优化过程是非常有利的。

图7是根据本公开的一些方面的用于设计光掩模的示例性方法700的流程图。可以执行方法700的操作的设备的示例可以包括结合图4中的处理器和机器学习模型420描绘的计算设备。应理解，方法700中所示的操作不是穷举的，并且其他操作也可以在任何所示的操作之前、之后或之间执行。此外，一些操作可以同时执行，或者以与图7所示不同的顺序执行。

如图7所示，方法700开始于操作702，其中可以提供设计图案。可以由设计者使用相同的计算设备或不同的设备来创建设计图案。通过经由具有与设计图案相对应的布局的光掩模进行光刻，可以在半导体衬底上产生最终图案。可以通过将光掩模放置在光源和衬底之间来执行所述产生，使得光可以仅通过光掩模的某些部分照射到衬底上，而被其他部分阻挡。

然后，方法700进行到操作704，如图7所示，其中可以通过类似于结合图4所描绘的处理器的至少一个处理器来创建具有与设计图案相对应的模拟图案的虚拟光掩模。在一些实施方式中，模拟图案通常可以具有与设计图案相同但不等同的轮廓。模拟图案可以具有由坐标系中的坐标表示的多个特征点。例如，坐标系可以在与虚拟光掩模相同的二维平面中。相同的坐标系也可以应用于模拟环境中的设计图案和最终图案。

然后，方法700进行到操作706，如图7所示，其中处理器对模拟图案进行了优化，以使最终图案与设计图案聚合。在优化期间，处理器可以校正模拟图案的一个或多个轮廓。然后，可以使用代表真实世界的半导体制造环境的参数来模拟最终图案，使得光源、光的波长、光掩模、工艺节点、半导体衬底、时间、温度和许多其他参数可以全部或部分得到考虑。

图8是根据本公开的一些方面的用于优化模拟图案的示例性方法800的流程图。根据本公开，最终图案和设计图案之间的几何差异用于确定在优化过程中这两个图案是否聚合。在操作802，方法800确定两个图案之间的几何差异是否满足预定标准。如果满足预定标准，则认为该优化已达到预期结果，并且该优化进行到操作803，在该操作中保存具有模拟图案的虚拟光掩模。此后，在操作805，可以基于优化的虚拟光掩模来准备物理光掩模。

另一方面，如果不满足预定标准，则方法800可以进行到操作804，以继续例如通过校正模拟图案的轮廓通过一次或多次迭代来优化模拟图案。在一些实施方式中，可以在校正的当前迭代中考虑来自先前迭代的几何差异的反馈。可以为每次迭代进行这样的考虑。可以重复校正直到几何差异满足预定标准为止。替代地，在操作806，如果在校正的预定次数(其可以在2与20之间，包括2和20)的迭代之后几何差异不满足预定标准，则可以停止校正。

在一些实施方式中，可以通过选择设计图案上的多个特征点以及最终图案上的它们各自的对应特征点，并测量每个对应的特征点对之间的水平线距离，来计算设计图案和最终图案之间的几何差异。预定标准可以是至少预定百分比的对应特征点对的水平线距离不超过预定距离。预定百分比可以由操作员自动或手动地预设为介于50％和100％之间(包括50％和100％)。预定距离可以由操作员自动地或手动地预设为等于或小于光源的波长的一半。例如，预定距离可以是选自由10nm、9nm、8nm、7nm、6nm、5nm、4nm、3nm、2nm、1nm、0.9nm、0.8nm、0.7nm、0.6nm、0.5nm、0.4nm、0.3nm、0.2nm和0.1nm组成的组中的值。

在一些实施方式中，与本公开一致的虚拟光掩模可以包括多个模拟图案部分。可以由上述处理器并行地优化模拟图案部分中的至少两个，该处理器可以包括多个核。在优化之后，图案部分可以被组装以形成完整图案。可以验证完整图案，以查看设计图案与最终图案(作为模拟图案的结果而生成)之间的差异是否足够小，以使得从虚拟光掩模制作物理光掩模并使用其来将设计图案转移到衬底将不会由于这样造成的缺陷而使最终图案无用。

根据本公开，虚拟光掩模上的模拟图案的优化，包括对模拟图案的轮廓的校正，可以至少部分地基于从多个训练样本训练的模型。在一些实施方式中，模型与选自由光源的类型、光的波长、工艺节点、暴露于光的持续时间、各种部件之间的间距、临界尺寸、部件的密度等组成的组中的一个或多个工艺参数兼容。例如，可以通过从过去的样本情况中滤出这些工艺参数中的一个或多个，考虑这些参数来生成模拟设计，将生成的设计与过去的情况进行比较，并确定生成的设计是否与过去的情况中的设计聚合，来训练模型。如果两个设计聚合，则表明基于这些过滤后的工艺参数训练的模型可以是鲁棒的并且足够准确以应用于优化过程。

可以例如使用一个或多个计算设备(诸如，图9中所示的计算设备900)来实施根据本公开的各个方面。一个或多个计算设备900可以是本公开中其他地方描述的计算设备的示例，并且可以用于例如实施图7的方法700和图8的方法800。例如，计算设备900可以执行设计光掩模中的各种功能，例如创建虚拟光掩模、优化模拟图案、重复对模拟图案的轮廓的校正等。计算设备900可以是能够执行本文所述的功能的任何计算机。

计算设备900可以包括一个或多个处理器(也称为中央处理单元或CPU)，例如处理器904。根据一些实施例，处理器904连接到通信基础设施或总线906。一个或多个处理器904可以均是GPU。在一些实施例中，GPU是处理器，该处理器是被设计为处理数学密集型应用的专用电子电路。GPU可以具有并行结构，该并行结构对于并行处理大型数据块(例如计算机图形应用、图像、视频等通用的数学密集型数据)非常有效。

计算设备900还可以包括用户输入/输出设备903，例如监视器、键盘、指示设备等，其通过用户输入/输出接口902与通信基础设施或总线906通信。

计算设备900还可以包括主存储器或主要存储器908，例如随机存取存储器(RAM)。主存储器908可以包括一级或多级高速缓存。根据一些实施例，主存储器908中存储有控制逻辑单元(即，计算机软件)和/或数据。

计算设备900还可以包括一个或多个辅助存储设备或存储器910。辅助存储器910可以包括例如硬盘驱动器912和/或可移除存储设备或驱动器914。可移除存储驱动器914可以是软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光存储设备、磁带备份设备、和/或任何其他存储设备/驱动器。

可移除存储驱动器914可以与可移除存储单元918交互。根据一些实施例，可移除存储单元918包括其上存储有计算机软件(控制逻辑单元)和/或数据的计算机可用或可读存储设备。可移除存储单元918可以是软盘、磁带、光盘、DVD、光存储盘和/或任何其他计算机数据存储设备。可移除存储驱动器914可以以公知的方式从可移除存储单元918读取和/或向可移除存储单元918写入。

根据一些实施例，辅助存储器910可以包括用于允许计算设备900访问计算机程序和/或其他指令和/或数据的其他装置、工具或其他方法。例如，这些装置、工具或其他方法可以包括可移除存储单元922和接口920。可移除存储单元922和接口920的示例可以包括程序盒和盒接口(例如在视频游戏设备中找到的接口)、可移除存储器芯片(例如EPROM或PROM)和相关的插槽、存储棒和USB端口、存储卡和相关的存储卡插槽、和/或任何其他可移除存储单元和相关的接口。

根据一些实施例，计算设备900还可以包括通信或网络接口924。通信接口924使计算设备900能够与远程设备、远程网络、远程实体等(由附图标记928单独和共同地引用)的任何组合进行通信和交互。例如，通信接口924可以允许计算设备900经由通信路径926与远程设备928通信，该通信路径可以是有线和/或无线的，并且可以包括LAN、WAN、互联网等的任何组合。控制逻辑单元和/或数据可以经由通信路径926传输到计算设备900和/或从计算设备900传输。

在一些实施方式中，包括在其上存储有控制逻辑单元(软件)的有形计算机可用或可读介质的有形装置或制品在本文中也被称为计算机程序产品或程序存储设备。这包括但不限于计算设备900、主存储器908、辅助存储器910以及可移除存储单元918和922，以及体现上述内容的任何组合的有形制品。当由一个或多个数据处理设备(例如计算设备900)执行时，这种控制逻辑单元使这种数据处理设备如本文所述进行操作。

基于本公开中包含的教导，对于相关领域的技术人员显而易见的是，如何使用适合于执行本文公开的实施例的数据处理设备、计算机系统和/或计算机架构来做出和使用本公开的各方面。特别地，除了本文描述的那些之外，本公开可以利用软件、硬件和/或操作系统实施方式进行操作。

根据本公开的一个方面，公开了一种用于设计光掩模的方法。提供设计图案。由至少一个处理器创建具有与设计图案相对应的模拟图案的虚拟光掩模。优化模拟图案，以使要在半导体衬底上产生的最终图案与设计图案聚合。该优化还包括通过至少一个处理器校正模拟图案的一个或多个轮廓，以使最终图案与设计图案之间的几何差异满足预定标准。该校正至少部分地基于从多个训练样本训练的模型。

在一些实施方式中，优化还包括确定从一种或多种过去情况学习的校正规则是否可以从模型应用于模拟图案的优化。如果校正规则可以应用于优化，则该优化进一步在一种或多种过去情况中找到与设计图案的轮廓相匹配的特定轮廓，并通过应用与该特定轮廓相关联的校正规则来模拟虚拟光掩模上的图案。

在一些实施方式中，优化还包括：如果在应用校正规则之后几何差异不满足预定标准，则对模拟图案执行常规光学邻近校正的一次或多次迭代。

在一些实施方式中，优化还包括：确定从一种或多种过去情况学习的校正规则是否可以从模型应用于模拟图案的优化。如果没有校正规则可以应用于优化，则如果在应用校正规则后的几何差异不符合预定标准，则该优化对模拟图案执行常规光学邻近校正的一次或多次迭代。

在一些实施方式中，对于校正的每次迭代，考虑来自先前迭代的几何差异的反馈。

在一些实施方式中，优化还包括：如果在校正的预定次数的迭代之后，几何差异不满足预定标准，则停止校正，其中，所述预定次数在2与20之间，包括2和20。

在一些实施方式中，通过选择设计图案上的多个特征点和它们在最终图案上的各自的对应特征点并测量每个对应特征点对之间的水平线距离，来计算几何差异。

在一些实施方式中，预定标准是至少预定百分比的对应特征点对的水平线距离不超过预定距离。

在一些实施方式中，预定百分比在50％和100％之间，包括50％和100％。

在一些实施方式中，预定距离等于或小于光源的波长的一半。

在一些实施方式中，模型与选自以下各项组成的组中的一个或多个工艺参数兼容：光源的类型、光源的波长、工艺节点、暴露于光源的持续时间、各种部件之间的间距、临界尺寸和部件的密度。

在一些实施方式中，虚拟光掩模包括多个模拟图案部分。至少一个处理器并行地优化所述模拟图案部分中的至少两个。所述至少一个处理器包括多个核。

在一些实施方式中，该方法还包括：将多个优化图案部分组装成完整的模拟图案；以及验证设计图案与要由完整的模拟图案生成的最终图案之间的差异是否满足预定的设计公差。

在一些实施方式中，基于优化的虚拟光掩模来准备物理光掩模。

根据本公开的另一方面，一种用于设计光掩模的系统包括通信接口、存储装置和至少一个处理器。通信接口被配置为接收设计图案。至少一个处理器被配置为创建具有与设计图案相对应的模拟图案的虚拟光掩模，并且优化模拟图案，以使要在半导体衬底上产生的最终图案与设计图案聚合。存储装置被配置为存储具有优化的模拟图案的虚拟光掩模。该优化至少部分地基于从多个训练样本训练的模型。

在一些实施方式中，该系统还包括光源，该光源被配置为通过光掩模发射光并发射到半导体衬底上。光的波长在UV、DUV、EUV或BEUV的范围内。

在一些实施方式中，具有优化的模拟图案的虚拟光掩模用于创建物理光掩模。

在一些实施方式中，至少一个处理器还被配置为确定从一种或多种过去情况学习的校正规则是否可以从模型应用于模拟图案的优化。如果校正规则可以应用于优化，则至少一个处理器还被配置为在一种或多种过去情况中找到与设计图案的轮廓相匹配的特定轮廓，并通过应用与该特定轮廓相关联的校正规则来模拟虚拟光掩模上的图案。

在一些实施方式中，至少一个处理器还被配置为如果在应用校正规则之后几何差异不满足预定标准，则对模拟图案执行常规光学邻近校正的一次或多次迭代。

在一些实施方式中，至少一个处理器还被配置为确定从一种或多种过去情况学习的校正规则是否可以从模型应用于模拟图案的优化。如果没有校正规则可以应用于优化，则至少一个处理器还被配置为：如果在应用校正规则之后几何差异不满足预定标准，则对模拟图案执行常规光学邻近校正的一次或多次迭代。

在一些实施方式中，对于校正的每次迭代，考虑来自先前迭代的几何差异的反馈。

在一些实施方式中，优化还包括：如果在校正的预定次数的迭代之后，几何差异不满足预定标准，则停止校正，其中，所述预定次数在2与20之间，包括2和20。

在一些实施方式中，通过选择设计图案上的多个特征点以及它们在最终图案上的各自的对应特征点并测量每个对应特征点对之间的水平线距离，来计算几何差异。

在一些实施方式中，预定标准是至少预定百分比的对应特征点对的水平线距离不超过预定距离。

在一些实施方式中，预定百分比在50％和100％之间，包括50％和100％。

在一些实施方式中，预定距离等于或小于光源的波长的一半。

在一些实施方式中，模型与选自以下各项组成的组中的一个或多个工艺参数兼容：光源的类型、光源的波长、工艺节点、暴露于光源的持续时间、各种部件之间的间距、临界尺寸和部件的密度。

在一些实施方式中，虚拟光掩模包括多个模拟图案部分。至少一个处理器并行地优化模拟图案部分中的至少两个。至少一个处理器包括多个核。

在一些实施方式中，至少一个处理器还被配置为将多个优化的图案部分组装成完整的模拟图案，并验证设计图案与要由完整的模拟图案生成的最终图案之间的差异是否满足预定的设计公差。

在一些实施方式中，基于优化的虚拟光掩模来准备物理光掩模。

根据本公开的又一方面，有形计算机可读设备具有存储在其上的指令，该指令在由至少一个计算设备执行时使至少一个计算设备执行操作。该操作包括提供设计图案。该操作还包括由至少一个处理器创建虚拟光掩模，该虚拟光掩模具有与设计图案相对应的模拟图案。所述操作还包括：由至少一个处理器优化所述模拟图案，以使要在半导体衬底上产生的最终图案与设计图案聚合。该优化还包括：由至少一个处理器校正模拟图案的一个或多个轮廓，以使最终图案与设计图案之间的几何差异满足预定标准。该校正至少部分地基于从多个训练样本训练的模型。

在一些实施方式中，有形计算机可读设备还使至少一个计算设备确定从一种或多种过去情况学习的校正规则是否可以从模型应用于模拟图案的优化。如果校正规则可以应用于优化，则有形计算机可读设备还使至少一个计算设备在一种或多种过去情况中找到与设计图案的轮廓相匹配的特定轮廓，并通过应用与该特定轮廓相关联的校正规则来模拟虚拟光掩模上的图案。

在一些实施方式中，如果在应用了校正规则之后几何差异不满足预定标准，则有形计算机可读设备还使至少一个计算设备对模拟图案执行常规光学邻近校正的一次或多次迭代。

在一些实施方式中，有形计算机可读设备还使至少一个计算设备确定从一种或多种过去情况学习的校正规则是否可以从模型应用于模拟图案的优化。如果没有校正规则可以应用于优化，则有形计算机可读设备还使至少一个计算设备：如果在应用校正规则之后几何差异不满足预定标准，则对模拟图案执行常规光学邻近校正的一次或多次迭代。

在一些实施方式中，对于校正的每次迭代，考虑来自先前迭代的几何差异的反馈。

在一些实施方式中，如果在预定次数的校正之后几何差异不满足预定标准，则有形计算机可读设备还使至少一个计算设备停止校正，其中，所述预定次数在2与20之间，包括2和20。

在一些实施方式中，通过选择设计图案上的多个特征点以及它们在最终图案上的各自的对应特征点并测量每个对应特征点对之间的水平线距离，来计算几何差异。

在一些实施方式中，预定标准是至少预定百分比的对应特征点对的水平线距离不超过预定距离。

在一些实施方式中，预定百分比在50％和100％之间，包括50％和100％。

在一些实施方式中，预定距离等于或小于光源的波长的一半。

在一些实施方式中，模型与选自以下各项组成的组中的一个或多个工艺参数兼容：光源的类型、光源的波长、工艺节点、暴露于光源的持续时间、各种部件之间的间距、临界尺寸和部件的密度。

在一些实施方式中，虚拟光掩模包括多个模拟图案部分。至少一个处理器并行地优化模拟图案部分中的至少两个。至少一个处理器包括多个核。

在一些实施方式中，有形计算机可读设备还使至少一个计算设备将多个优化的图案部分组装成完整的模拟图案，并验证设计图案与要由完整的模拟图案生成的最终图案之间的差异是否满足预定的设计公差。

特定实施方式的前述描述可以容易地被修改和/或改编以用于各种应用。因此，基于本文提出的教导和指导，这样的改编和修改旨在处于所公开的实施方式的等同物的含义和范围内。

本公开的广度和范围不应由任何上述示例性实施方式来限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。