一种全息掩模生成方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及光刻，特别涉及一种全息掩模生成方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、光刻成像方法可以分为投影成像和全息成像两种方式。投影成像光刻主要使用掩模和聚焦透镜，来自光源的光束通过掩模和透镜聚焦后形成特征图像投影到晶圆面上。通过这种方式获得的图像对掩模的局部缺陷非常敏感，如果这种掩模上出现任何缺陷，它将立即转移到图像中。而全息成像基于透过掩模板上光束再进行的干涉叠加，使得全息投影相比于投影成像具有分辨率高、抗干扰能力强的特点。

2、全息成像光刻包括对全息图的合成和重建两个步骤，在全息图的合成过程中通过在计算机上模拟由虚拟物体发射的物体波和参考波之间的干涉结果，形成全息图，进而得到全息图的透射函数，并通过透射函数制造获得全息掩模板；在全息图的生成过程中的核心是相位恢复，现有技术中，通过非迭代的方法即根据给定数据和条件进行一次求解得出全息图，通过这样的方式制造出来的全息图会存在一定的误差，进而导致通过全息图制造获得的相位掩模板的图像重建质量低。

技术实现思路

1、为解决现有光刻成像方法中相位掩模重建质量低的技术问题，本发明提供了一种全息掩模生成方法、装置及存储介质。

2、本发明为解决上述技术问题，提供如下的技术方案：一种全息掩模生成方法，包括：

3、提供一预设样品，基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息；

4、基于第一相位信息作为初始值生成初始全息掩模，对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息；

5、提供一目标参数，基于优化后的光场信息获取第二相位信息，获取第二相位信息与目标参数的误差系数，并将误差系数与预设值进行比较；

6、若误差系数小于预设值，则基于第二相位信息输出目标全息掩模；否之则将第二相位信息作为迭代过程中新的初始值，迭代至生成初始全息掩模位置。

7、优选的，所述基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息包括：

8、获取预设样品的振幅信息，基于振幅信息获取复振幅函数；

9、基于复振幅函数获得复值函数；

10、对复值函数使用预设算法进行变换计算得到第一相位信息。

11、优选的，所述其中复振幅函数为：，所述复值函数为：，其中i表示虚数单位，g表示光场信息，表示预设样品的振幅信息，为待计算的第一相位信息；表示虚数单位。

12、优选的，所述预设算法为基于kramers–kronig关系的算法，其中对复值函数使用预设kramers–kronig关系算法，得到的第一相位信息为：

13、

14、其中

15、

16、其中，re为数学运算符号，表示取复数的实部，p表示柯西主值表示实数函数，表示位置坐标r的水平分量，表示位置坐标r水平分量的单位矢量，表示位置坐标r的垂直分量，表示位置坐标r垂直分量的单位矢量。

17、优选的，所述对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息包括：

18、对初始全息掩模进行傅里叶逆变换，获取变换后的光场信息；

19、对傅里叶变换后的初始全息掩模施加约束条件，获取预设样品更新后的光场信息；

20、对更新后的光场信息进行傅里叶变换得到优化后的光场信息。

21、优选的，所述获取预设样品更新后的光场信息包括：

22、将预设样品的振幅信息替换为优化后的光场信息的振幅值，并与变换后的光场的相位信息结合，得到更新后的光场信息：

23、aexp{arg[]}，其中，表示变换后的光场信息，a表示预设样品的振幅信息，n表示迭代次数。

24、优选的，所述基于第二相位信息输出目标全息掩模包括：

25、将所述预设样品的振幅信息修改为1；

26、基于修改后的振幅信息以及第二相位信息得到目标全息掩模，所述目标全息掩模为：

27、1exp(),其中，表示第二相位信息，n表示迭代次数。

28、优选的，所述误差系数包括目标参数与第二相位信息之间的差值，所述预设值为rad。

29、本发明为解决上述技术问题还提供一种全息掩模生成装置，一种掩模生成装置包括相位获取模块、掩模优化模块以及误差比较模块，其中相位获取模块用于提供一预设样品，基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息；掩模优化模块用于基于第一相位信息作为初始值生成初始全息掩模，对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息；误差比较模块用于提供一目标参数，基于优化后的光场信息获取第二相位信息，获取第二相位信息与目标参数的误差系数，并将误差系数与预设值进行比较；其中，若误差系数小于预设值，则基于第二相位信息输出目标全息掩模；否之则将第二相位信息作为迭代过程中新的初始值，迭代至生成初始全息掩模位置。

30、本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种存储介质，其上储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中的全息掩模生成方法。

31、与现有技术相比，本发明所提供的一种全息掩模生成方法、装置及存储介质，具有如下的有益效果：

32、1.本发明实施例提供的一种全息掩模生成方法，包括以下步骤：提供一预设样品，基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息；基于第一相位信息生成初始全息掩模，对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息；提供一目标参数，基于优化后的光场信息获取第二相位信息，得出第二相位信息与目标参数的误差系数，并将误差系数与预设值进行比较；若误差系数小于预设值，则基于第二相位信息输出目标全息掩模；否之则将第二相位信息作为迭代过程中新的初始值，迭代至生成初始全息掩模位置。需要说明的是，相比与现有技术中的非迭代算法，本发明提供的全息掩模生成方法通过对初始相位掩模进行优化，即对全息图平面与重建图像平面不断地迭代修正以及约束，直到最终的相位全息图符合要求再输出，使最终第二相位信息与目标参数的误差在预设范围内再输出目标全息掩模，从而提高了目标全息掩模的重建质量，进一步是通过全息掩模制造出的全息掩模板具有高分辨率和准确性。

33、2.本发明实施例提供的一种全息掩模生成方法，基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息包括：获取预设样品的振幅信息；基于复振幅函数获得复值函数；对复值函数使用预设算法进行变换计算得到第一相位信息。需要说明的是，本技术的预设算法具体为基于kramers–kronig关系的算法，相比现有技术中的采用随机值进行迭代的方式，本通过对获取预设样品的振幅信息进而利用kramers–kronig关系得出第一相位信息，在迭代的过程中，基于第一相位信息建立的初始全息掩模作为初始值进行迭代，从而使初始值比随机值更加准确，进而提高了目标相位掩模的生成效率，还有利于提高重建的质量。

34、3.本发明实施例提供的一种全息掩模生成方法，对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息包括：对初始全息掩模进行傅里叶逆变换，获取变换后的光场信息；对傅里叶变换后的初始全息掩模施加约束条件，获取预设样品更新后的光场信息；对更新后的光场信息进行傅里叶变换得到优化后的光场信息。可以理解的，通过这样的变换，得出更新后的第一相位信息，便于基于第一相位信息判断对掩模板的优化是否达到预设要求。

35、4.本发明实施例提供的一种全息掩模生成方法，对获取预设样品更新后的光场信息包括：

36、将预设样品的振幅信息替换为优化后的光场信息的振幅值，并与优化后的光场的相位信息结合，得到更新后的光场信息。需要说明的是，光场信息包括相位信息以及振幅信息，通过对预设样品的振幅信息进行替换，并与保留优化后的光场信息中的相位信息相结合，从而可以获得预设样品更新后的光场信息，便于降低最终的输出图像与实际所需的目标图像之间的误差值，提高重建质量。

37、5.本发明实施例提供的一种全息掩模生成方法，基于第二相位信息输出目标全息掩模包括：将预设样品的振幅信息修改为1；基于修改后的振幅信息与第二相位信息结合，得到目标全息掩模。需要说明的是，将修改后的振幅信息设置为1，从而得到纯相位的全息图像，进而基于第二相位信息得出最终的目标全息掩模，并结束迭代，从而完成了对全息掩模的运算，相比于现有技术，大幅的提高了运算效率以及最终输出的全息掩模的质量，从而在基于目标全息掩模制造得出的全息相位掩模板具有较高的重建质量，提高了全息成像的分辨率。

38、6.本发明实施例提供的一种全息掩模生成装置，相位获取模块，用于提供一预设样品，基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息；掩模优化模块，用于基于第一相位信息作为初始值生成初始全息掩模，对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息；误差比较模块，用于提供一目标参数，基于优化后的光场信息获取第二相位信息，获取第二相位信息与目标参数的误差系数，并将误差系数与预设值进行比较；其中，若误差系数小于预设值，则基于第二相位信息输出目标全息掩模；否之则将第二相位信息作为迭代过程中新的初始值，迭代至生成初始全息掩模位置。需要说明的是，一种全息掩模生成装置具有与一种全息掩模生成方法相同的有益效果，此处不做赘述。

39、7.本发明实施例提供的一种存储介质，其上储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的全息掩模生成方法。需要说明的是，一种存储介质具有与一种全息掩模生成方法相同的有益效果，此处不做赘述。

技术特征：

1.一种全息掩模生成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种全息掩模生成方法，其特征在于，所述基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息包括：

3.如权利要求2所述的一种全息掩模生成方法，其特征在于，所述其中复振幅函数为：，所述复值函数为：，其中i表示虚数单位，g表示光场信息，表示预设样品的振幅信息，为待计算的第一相位信息。

4.如权利要求3所述的一种全息掩模生成方法，其特征在于，所述预设算法为基于kramers–kronig关系的算法，其中对复值函数使用预设kramers–kronig关系算法，得到的第一相位信息为：

5.如权利要求1所述的一种全息掩模生成方法，其特征在于，所述对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息包括：

6.如权利要求5所述的一种全息掩模生成方法，其特征在于，所述获取预设样品更新后的光场信息包括：

7.如权利要求1所述的一种全息掩模生成方法，其特征在于，所述基于第二相位信息输出目标全息掩模包括：

8.如权利要求1所述的一种全息掩模生成方法，其特征在于，所述误差系数包括目标参数与第二相位信息之间的差值，所述预设值为rad。

9.一种全息掩模生成装置，其特征在于，包括：

10.一种存储介质，其上储存有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的全息掩模生成方法。

技术总结
本发明涉及光刻技术领域，特别涉及一种全息掩模生成方法、装置及存储介质，一种全息掩模生成方法包括：提供一预设样品，基于预设样品的振幅信息得到第一相位信息；基于第一相位信息生成初始全息掩模，对初始全息掩模进行优化得到优化后的光场信息；提供一目标参数，基于优化后的光场信息获取第二相位信息，得出第二相位信息与目标参数的误差系数，并将误差系数与预设值进行比较；若误差系数小于预设值，则基于第二相位信息输出目标全息掩模；否之则将第二相位信息替换为第一相位信息，迭代至生成初始全息掩模位置。解决了现有技术中相位掩模重建质量低的技术问题。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：光科芯图（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23