用于反向光刻技术中掩模优化的机器学习的制作方法

本公开涉及反向光刻工艺。

背景技术：

1、在半导体工业中，光刻指的是这样一种制造工艺：在该工艺中，光线被投射通过掩模上的几何设计以照射半导体晶圆上的该设计。晶圆表面有光敏材料(即，光刻胶(resist))，当光敏材料被光照射时，使设计被蚀刻到晶圆上。然而，这种光刻工艺并不能将设计完美地转移到晶圆上，特别是因为一些衍射光会不可避免地扭曲蚀刻到晶圆上的图案(即，光刻胶图像(resist image))。

2、为了解决光刻技术中的这一问题，开发了一种反向光刻技术，该技术基本上是对掩模进行反向工程或优化，以匹配晶圆上的所需形状。早期的反向光刻技术涉及数值求解器，数值求解器将从经初始化的掩模(通常是设计图案加上一些辅助特征)开始，然后将迭代执行前向和后向计算，直到收敛。前向路径将计算当前掩模的光刻胶图像，后向路径将应用光刻胶图像误差的梯度来更新掩模。遗憾的是，这种早期的解决方案速度很慢，因为每次前向路径都很耗时，此外，由于结果高度依赖于掩模的初始条件，因此结果不是最佳的。

3、为了解决数值求解器的局限性，更多当前的解决方案采用了机器学习。但通常情况下，这些当前的解决方案仍然需要数值求解器的大量干预。例如，一种解决方案使用机器学习来计算初始掩模，但随后又依赖于数值求解器的前向/后向过程。因此，当前的解决方案也表现出早期解决方案的一些同样的局限性，因为它们都在一定程度上依赖于数值求解器。

4、需要解决这些问题和/或与现有技术相关的其他问题。例如，需要在反向光刻技术中使用机器学习进行掩模优化。

技术实现思路

1、本发明公开了一种在反向光刻技术中使用机器学习进行掩模优化的方法、计算机可读介质和系统。在反向光刻工艺的至少一次迭代的迭代期间，利用机器学习模型处理输入掩模图像和输入设计图像以预测输出掩模图像，且输出掩模图像被输出。

技术特征：

1.一种方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反向光刻工艺包括多次迭代。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多次迭代中包括的迭代的次数是预定义的。

4.根据权利要求2所述的方法，其中对于所述反向光刻工艺的初始迭代，所述输入掩模图像是初始化后的掩模图像。

5.根据权利要求4所述的方法，其中对于所述反向光刻工艺的每次后续迭代，所述输入掩模图像是在先前迭代期间预测的所述输出掩模图像。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述迭代期间，所述机器学习模型进一步处理输入光刻胶图像。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述输入光刻胶图像是作为所述输入掩模图像的函数生成的。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述输入光刻胶图像由前向光刻估计器生成。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述前向光刻估计器是第二机器学习模型或现有物理模型。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述前向光刻估计器是预训练的函数。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述反向光刻工艺针对所述输入设计图像预测经优化的掩模图像。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述机器学习模型是隐式层。

13.根据权利要求1所述的方法，其中使用预定义次数的迭代来训练所述机器学习模型。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过所述预定义次数的迭代使用反向传播来训练所述机器学习模型。

15.根据权利要求13所述的方法，其中使用真值经优化的掩模图像来训练所述机器学习模型。

16.一种系统，包括：

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述反向光刻工艺包括多次迭代。

18.根据权利要求17所述的系统，其中对于所述反向光刻工艺的初始迭代，所述输入掩模图像是初始化后的掩模图像，并且其中，对于所述反向光刻工艺的每次后续迭代，所述输入掩模图像是在先前迭代期间预测的所述输出掩模图像。

19.根据权利要求16所述的系统，其中所述反向光刻工艺针对所述输入设计图像预测经优化的掩模图像。

20.一种非暂时性计算机可读介质，其存储有计算机指令，所述计算机指令在由设备的一个或更多个处理器执行时，使所述设备执行反向光刻工艺的至少一次迭代中的迭代，包括在所述迭代期间：

21.一种根据原始设计图像制造半导体器件的方法，所述方法包括：

技术总结公开了用于反向光刻技术中掩模优化的机器学习。在半导体工业中，光刻是指光线投射通过掩模上的几何设计以照射半导体晶圆上的设计的制造过程。晶圆表面有光敏材料(即光刻胶)，当光敏材料被光照射时，使设计被蚀刻到晶圆上。然而，这种光刻工艺并不能将设计完美地转移到晶圆上，特别是因为一些衍射光会不可避免地扭曲蚀刻到晶圆上的图案(即光刻胶图像)。为了解决光刻技术中的这一问题，已开发了一种反向光刻技术，它优化掩模，以与晶圆上的所需的形状匹配。本公开通过采用机器学习进行掩模优化，改进了当前的反向光刻技术。技术研发人员：杨浩宇,任昊星受保护的技术使用者：辉达公司技术研发日：技术公布日：2024/5/20