本發(fā)明涉及光刻系統(tǒng)，特別涉及一種掩膜圖形的獲取方法、最佳焦平面位置測量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
光刻機(jī)是集成電路制造中的重要設(shè)備，光刻機(jī)的性能決定了集成電路制造中器件的特征尺寸。在光刻機(jī)中投影物鏡系統(tǒng)是核心部件，其主要功能是通過聚焦實現(xiàn)曝光，從而將掩膜版上的掩膜圖形按照一定比例成像到要加工的對象上。光刻機(jī)的投影物鏡系統(tǒng)的焦深在一定的范圍內(nèi)，尤其是隨著光刻技術(shù)發(fā)展到20nm以及以下技術(shù)節(jié)點，光刻機(jī)的焦深在60nm以下。而焦深的大小決定了成像的尺寸，在通常情況下，實際的成像焦平面相對于最佳焦平面位置會存在偏移情況，通過檢測最佳焦平面位置可以進(jìn)行焦平面位置偏移的檢測以及控制，進(jìn)而提高光刻曝光質(zhì)量和圖形保真度。在現(xiàn)有技術(shù)中，公開了一種基于相移掩膜的光柵結(jié)構(gòu)，通過光柵結(jié)構(gòu)測量投影物鏡系統(tǒng)的最佳焦平面位置，然而，該方法只有在部分相干因子較小的照明方式下才能得到較高的測量靈敏度，而在業(yè)界廣泛采用的離軸照明方式下測量靈敏度差，無法獲得滿意的測量結(jié)果。在其他一些方法中，具有較好的靈敏度，然而卻需要專門的測量設(shè)備和復(fù)雜的傳感器系統(tǒng)來完成，檢測成本過高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種最佳焦平面的測量優(yōu)化方法，測量靈敏度高且檢測成本低。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案：一種掩膜圖形的優(yōu)化方法，所述掩膜圖形用于最佳焦平面位置的測量，包括：S01，提供初始掩膜圖形上的不同區(qū)域的預(yù)設(shè)的透過率和相位，初始掩膜圖形對應(yīng)相移掩膜；S02，建立目標(biāo)函數(shù)，獲得預(yù)設(shè)的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值，其中，目標(biāo)函數(shù)為部分相干光源照明、預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率；S03，以預(yù)設(shè)的透過率和相位為起始點，在優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件下，利用優(yōu)化算法獲得優(yōu)化后的透過率和相位；S04，通過目標(biāo)函數(shù)獲得優(yōu)化后的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值；S05，根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值，確定優(yōu)化后的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)；若否，則重新設(shè)定優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件，將優(yōu)化后的透過率和相位作為預(yù)設(shè)的透過率和相位，并返回步驟S03?？蛇x地，部分相干光源的光源面被劃分為多個光源點，所述光刻空間像強度分布為每個光源點下光刻空間像強度分布的疊加?？蛇x地，部分相干光源的光源面被劃分為多個光源點的方法包括：取部分相干光源的光源面的外切正方形，將外切正方形柵格化分為正方形子區(qū)域，將每個正方形子區(qū)域的中心點作為一個光源點?？蛇x地，優(yōu)化算法包括模擬退火算法、遺傳算法、蟻群算法、梯度算法?？蛇x地，優(yōu)化算法為模擬退火算法，根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值，確定優(yōu)化后的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)包括：判斷當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值△f是否不小于0，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位；若△f小于0，則判斷e(△f/T0)是否大于0-1之間的隨機(jī)數(shù)，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)，T0為模擬退火的當(dāng)前溫度?？蛇x地，在判斷e(△f/T0)是否大于0-1之間的隨機(jī)數(shù)之后還包括：若小于所述隨機(jī)數(shù)，則判斷是否滿足預(yù)定終止條件，若是，則進(jìn)入終止優(yōu)化步驟。此外，本發(fā)明還提供一種掩膜圖形的優(yōu)化系統(tǒng)，所述掩膜圖形用于最佳焦平面位置的測量，其包括：初始掩膜圖形提供單元，用于提供初始掩膜圖形上的不同區(qū)域的預(yù)設(shè)的透過率和相位，初始掩膜圖形對應(yīng)相移掩膜；目標(biāo)函數(shù)建立單元，用于建立目標(biāo)函數(shù)，其中，目標(biāo)函數(shù)為部分相干光源照明、預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率；當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值獲取單元，用于獲得預(yù)設(shè)的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值；優(yōu)化單元，用于以預(yù)設(shè)的透過率和相位為起始點，在優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件下，利用優(yōu)化算法獲得優(yōu)化后的透過率和相位；優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值獲取單元，用于通過目標(biāo)函數(shù)獲得優(yōu)化后的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值；最優(yōu)掩膜圖形判斷單元，用于根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值，確定優(yōu)化后的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)；預(yù)設(shè)條件重設(shè)單元，用于優(yōu)化后的透過率和相位不是最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)時，重新設(shè)定優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件，并將優(yōu)化后的透過率和相位作為預(yù)設(shè)的透過率和相位?？蛇x地，還包括光源點劃分單元，用于將部分相干光源的光源面劃分為多個光源點，所述光刻空間像強度分布為每個光源點下光刻空間像強度分布的疊加?？蛇x地，光源點劃分單元中，取部分相干光源的光源面的外切正方形，將外切正方形柵格化分為正方形子區(qū)域，將每個正方形子區(qū)域的中心點作為一個光源點。可選地，優(yōu)化算法包括模擬退火算法、遺傳算法、蟻群算法、梯度算法?？蛇x地，優(yōu)化算法為模擬退火算法，最優(yōu)掩膜圖形判斷單元中，判斷當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值△f是否不小于0，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位；若△f小于0，則判斷e(△f/T0)是否大于0-1之間的隨機(jī)數(shù)，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)，T0為模擬退火的當(dāng)前溫度?？蛇x地，還包括終止判斷單元，用于在判斷e(△f/T0)小于0-1之間的隨機(jī)數(shù)之后，判斷是否滿足預(yù)定終止條件，若是，則進(jìn)入終止優(yōu)化。此外，本發(fā)明還提供一種最佳焦平面位置測量方法，采用上述任一掩膜圖形的優(yōu)化方法獲得的最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)對應(yīng)的掩膜圖形進(jìn)行最佳焦平面位置的測量。本發(fā)明實施例提供的掩膜圖形的優(yōu)化方法及系統(tǒng)，采用的目標(biāo)函數(shù)為部分相干光源照明、預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率，該目標(biāo)函數(shù)以光刻成像理論為基礎(chǔ)并結(jié)合最優(yōu)化算法，以投影物鏡系統(tǒng)最佳焦平面位置的測量靈敏度的評價函數(shù)，獲得與照明方式相匹配的具有優(yōu)化的透過率和相位的掩膜圖形，可以有效提高部分相干光源照明條件下的最佳焦平面位置的測量靈敏度。同時，通過該優(yōu)化方法獲得的掩膜圖形是基于相移掩膜測量原理，在用于最佳焦平面位置的測量時，不需要專門的測量設(shè)備和復(fù)雜的傳感器，可以有效的降低測量成本。更進(jìn)一步地，在建立的目標(biāo)函數(shù)中，將部分相干光源的光源面劃分為多個光源點，進(jìn)而將每個光源點下的光刻空間像強度分布進(jìn)行疊加作為光源照明下的光刻空間像強度分布，從而有效提高部分相干光源極大的光刻立軸照明條件下的投影物鏡系統(tǒng)最佳焦面位置的測量靈敏度。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的掩膜圖形的優(yōu)化方法的流程圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的優(yōu)化方法中所采用的初始掩膜圖形的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了圖2的初始掩膜圖形的各區(qū)域的相位分布示意圖；圖4示出了本發(fā)明實施例的優(yōu)化方法中所采用的相干光源進(jìn)行柵格化之后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了一實施例中的初始掩膜圖形在整個焦深范圍內(nèi)不同離焦量對應(yīng)的光刻空間像強度分布示意圖；圖6示出了圖5的初始掩膜圖形在優(yōu)化后得到的掩膜圖形的相位分布示意圖；圖7示出了圖5的初始掩膜圖形經(jīng)優(yōu)化后獲得的優(yōu)化的掩膜圖形在整個焦深范圍內(nèi)不同離焦量對應(yīng)的光刻空間像強度分布示意圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的掩膜圖形的優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。在本發(fā)明中提出了一種掩膜圖形的優(yōu)化方法，所述掩膜圖形用于最佳焦平面位置的測量，參考圖1所示，該方法包括：S01，提供初始掩膜圖形上的不同區(qū)域?qū)?yīng)預(yù)設(shè)的透過率和相位，初始掩膜圖形為相移掩膜；S02，建立目標(biāo)函數(shù)，獲得預(yù)設(shè)的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值，其中，目標(biāo)函數(shù)為部分相干光源照明、預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率；S03，以預(yù)設(shè)的透過率和相位為起始點，在優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件下，利用優(yōu)化算法獲得優(yōu)化后的透過率和相位；S04，通過目標(biāo)函數(shù)獲得優(yōu)化后的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值；S05，根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值，確定優(yōu)化后的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)；若否，則重新設(shè)定優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件，以優(yōu)化后的透過率和相位為預(yù)設(shè)的透過率和相位，并返回步驟S03。該優(yōu)化方法可以在仿真算法中實現(xiàn)，例如可以在matlab中利用模擬退火算法來實現(xiàn)，在優(yōu)化之后獲得最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)，最優(yōu)掩膜圖形將用于最佳焦平面位置的測量。在本發(fā)明中，采用的目標(biāo)函數(shù)為部分相干光源照明、預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率，該目標(biāo)函數(shù)以光刻成像理論為基礎(chǔ)并結(jié)合最優(yōu)化算法，以投影物鏡系統(tǒng)最佳焦平面位置的測量靈敏度的評價函數(shù)，獲得與照明方式相匹配的具有優(yōu)化的透過率和相位的掩膜圖形，可以有效提高部分相干光源照明條件下的最佳焦平面位置的測量靈敏度。同時，、通過該優(yōu)化方法獲得的掩膜圖形是基于相移掩膜測量原理，在用于最佳焦平面位置的測量時，不需要專門的測量設(shè)備和復(fù)雜的傳感器，可以有效的降低測量成本。為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)效果，以下將結(jié)合流程圖對具體的實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。S01，提供初始掩膜圖形上的不同區(qū)域的預(yù)設(shè)的透過率和相位，初始掩膜圖形對應(yīng)相移掩膜。在本發(fā)明中，是通過仿真的優(yōu)化方法獲得掩膜圖形，初始掩膜圖形可以為非實體存在的掩膜圖形，而是掩膜圖形的相關(guān)參數(shù)，在本發(fā)明實施例中，初始掩膜圖形對應(yīng)于相依掩膜，其上存在多個不同的區(qū)域，每個不同區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置預(yù)設(shè)的透過率和相位。在一個具體的實施例中，初始掩膜圖形對應(yīng)的實體掩膜圖形可以為兩個的掩膜圖形，參考圖2和圖3所示，實體掩膜圖形包括阻光層以及依次相接的透光層、第一相移層和第二相移層這四個不同的區(qū)域，阻光層可以為具有一定寬度的多個非透光區(qū)域，阻光層可以通過金屬材料實現(xiàn)，金屬材料例如為金屬鉻，阻光層的透過率和相位都為0；透光層、第一相移層和第二相移層可以通過在透光材料上的不同深度的開口來實現(xiàn)，透光材料例如可以為石英板的掩膜基底，透光層可以為未覆蓋非透光材料石英板的表面區(qū)域，其透過率為1，相位為0；第一相移層可以為石英板上具有第一深度的開口，深度例如可以為第一相移層的透過率為1，相位為90°；第二相移層可以為石英板上具有第二深度的開口，深度例如可以為第二相移層的透過率為1，相位為180°其中，λ為入射到所述測試掩模的光在真空中的波長，n為透光層材料的折射率，k為正整數(shù)。對于該實體的掩膜圖形，在仿真算法中，可以用初始掩膜圖形上的不同區(qū)域的預(yù)設(shè)的透過率和相位來表達(dá)，可以將該初始掩膜圖形用掩膜函數(shù)來表達(dá)，掩膜函數(shù)的模對應(yīng)透過率，值對應(yīng)相位，阻光區(qū)對應(yīng)的值為π/4，需要說明的是，對于阻光區(qū)其透過率為0，此處的相位值是為了保證掩膜函數(shù)的振幅項即透過率為0，該相位值并不真正體現(xiàn)在掩膜圖形上，透光區(qū)對應(yīng)的值為0，第一相移區(qū)對應(yīng)的值為π/2，第二相移區(qū)對應(yīng)的值為π。S02，建立目標(biāo)函數(shù)，獲得預(yù)設(shè)的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值，其中，目標(biāo)函數(shù)為部分相干光源照明、預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率。本發(fā)明實施例中，是模擬部分相干光源照明的條件而進(jìn)行的優(yōu)化方法，部分相干光源照明可以通過設(shè)置光源形狀和相干因子來實現(xiàn)，構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)為在部分相干光源照明條件下，預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率。其中，離焦量d為光刻機(jī)的投影物鏡系統(tǒng)的最佳焦平面位置與實際空間像成像位置的差異量，在離焦量d＝0時，則對應(yīng)最佳焦平面位置。在光刻系統(tǒng)中，由于控制、環(huán)境等因素的存在，導(dǎo)致實際的成像面位置偏離理想成像面的位置，從而產(chǎn)生離焦量d，該離焦量d會使得光刻系統(tǒng)中傳播的光線的相位發(fā)生變化，考慮該離焦量產(chǎn)生的光線的相位變化，可以獲知在部分相干光源照明下的實際成像面位置處的電場分布，進(jìn)而，可以獲得該離焦量下的光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量，即成像圖形的位置偏移量，該圖形位置偏移量相對離焦量的斜率則反映圖形位置偏移量對離焦量的相關(guān)度，對于不同透過率和相位的掩膜圖形，即不同的掩膜圖形，則對應(yīng)不同的斜率值，即目標(biāo)函數(shù)值，以該斜率值來作為最佳焦平面位置的測量靈敏度的評價函數(shù)，來獲取優(yōu)化的掩膜圖形，充分考慮了光刻成像理論，可以有效提高離軸照明條件下投影物鏡系統(tǒng)最佳焦平面位置的測量靈敏度。在更優(yōu)的實施例中，參考圖4所示，對于部分相干光源，可以將其光源面110劃分為多個光源點130，上述的光刻空間像強度分布則為每個光源點下光刻空間像強度分布的疊加，以有效提高光刻離軸照明條件下的投影物鏡系統(tǒng)最佳焦面位置的測量靈敏度。也就是說，通過將相干光源的光源區(qū)域100所在的光源面110進(jìn)行劃分，從而將光源區(qū)域100點化為光源點130，光源區(qū)域100的光源特征可以通過每個光源120點的光源特征來表達(dá)，而對于光源面110上的非光源區(qū)域部分的光源點，光源特征的表達(dá)為0，非光源區(qū)域為光源面110上光源區(qū)域100之外的區(qū)域。為了更好地理解本發(fā)明實施例所構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)，以下將詳細(xì)描述在仿真實現(xiàn)中構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的過程。首先，將初始掩膜圖形柵格化為多個子區(qū)域，初始掩膜圖形的透過率和相位使用掩膜函數(shù)M表示，優(yōu)選地，根據(jù)初始掩膜圖形的物理尺寸和像素大小，可以將初始掩膜圖形柵格化為N*N個子區(qū)域，N為正整數(shù)，每一個子區(qū)域為仿真計算矩陣中的一個元素，柵格化為N*N個子區(qū)域更便于仿真計算。接著，將部分相干光源的光源面劃分為多個光源點，參考圖4所示。具體地，如圖4所示，將光源面劃分為Ns*Ns個子區(qū)域120，每個子區(qū)域120可以為正方形區(qū)域，每個子區(qū)域120的中心點(xs,ys)看作該子區(qū)域的光源點130，從而將光源面110劃分為多個光源點130，每一個光源點130為一個采樣點，每個子區(qū)域的光源特征則以該子區(qū)域的中心點(xs,ys)處的光源強度和偏振態(tài)表示，表達(dá)式為Ei(xs,ys)，對于光源面上的非光源區(qū)域處的光源點，Ei(xs,ys)為0。在進(jìn)行柵格化時，可以采用如下的步驟進(jìn)行：取部分相干光源的光源面110的外切正方形。將外切正方形柵格化分為正方形子區(qū)域120，將每個正方形子區(qū)域120的中心點130作為一個光源點?？梢詫⑼馇姓叫蔚拿織l邊均分為Ns段，從而將外切正方形柵格化為Ns*Ns個正方形的子區(qū)域，每個子區(qū)域都可以取其中心點作為該子區(qū)域的光源點。對于光刻系統(tǒng)中所采用的部分相干光源的光源面存在多種形狀，均可以采用該方法進(jìn)行柵格化，只是獲得的光源點矩陣中，不同光源點坐標(biāo)處不為0的個數(shù)不同。而后，獲得目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)是在部分相干光源照明下，預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率，也就是在部分相干光源下，以圖形位置偏移量對離焦量的敏感度為目標(biāo)函數(shù)，而圖形位置偏移量可以通過光刻空間像強度分布來獲得，其與離焦量以及光源特征相關(guān)。具體的公式推導(dǎo)如下：對于離焦量d，會使得光刻系統(tǒng)中傳播的光線的相位發(fā)生變化，相位的變化δ如下所示：其中，為波數(shù)，nw為投影系統(tǒng)像方介質(zhì)的折射率，(α',β',γ')為出射光線的方向余弦。δ為一個N×N的標(biāo)量矩陣，矩陣中每個元素表示經(jīng)過光瞳上某個點的光波在光刻系統(tǒng)中的相位變化，這個相位變化是由離焦造成的。當(dāng)離焦量d為0時，晶片處于理想成像面位置處，晶片位置上的電場分布如下式所示：其中，nw為投影系統(tǒng)像方介質(zhì)的折射率，R為投影物鏡系統(tǒng)的縮小倍率，一般為4，F(xiàn)-1{}表示逆傅立葉變換?！驯硎緦?yīng)矩陣元素相乘。低通濾波函數(shù)U為N×N的標(biāo)量矩陣，表示投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑對衍射頻譜的有限接收能力，即在光瞳內(nèi)部的值為1，光瞳外部的值為0，具體表示如下：其中，(f,g)為入瞳上歸一化的全局坐標(biāo)。V是一個N×N的矢量矩陣，每個元素均為一個3×3的矩陣：當(dāng)離焦量d不為0時，考慮到非理想光刻系統(tǒng)離焦量d所引起的光刻系統(tǒng)中傳播光線的相位變化量δ，則非理想光刻系統(tǒng)中晶片位置上的電場分布如下表示：由于Ei(xs,ys)中元素值與掩膜坐標(biāo)無關(guān)，所以晶片位置的電場分布還可以寫成：其中，表示卷積，為N×N的矢量矩陣，每一個矩陣元素均為3×1的矢量(vx',vy',vz')T，其中vx',vy',vz'均為α'和β'的函數(shù)。則Ewafer(αs,βs)在全局坐標(biāo)系中的三個分量為其中，p＝x,y,z。Vp'為N×N的標(biāo)量矩陣，由矢量矩陣V'各元素的單個坐標(biāo)分量組成。則，對于不同離焦量下光刻空間像強度分布的表達(dá)式如下：其中，表示對矩陣取模并求平方。該光刻空間像強度分布，即在晶片位置處也即成像面處的成像結(jié)果強度分布，該式表達(dá)了不同離焦量下不同光源點下的成像結(jié)果強度分布，若d＝0則為理想成像位置處的成像結(jié)果分布。通過該式，使得d＝0，分別計算不同光源點(xs,ys)下的理想成像位置處的成像結(jié)果強度分布，而后，根據(jù)Abbe(阿貝)原理，對各光源點下的成像結(jié)果強度進(jìn)行疊加，則可以獲得理想成像位置處的光刻空間像強度分布Ibf(x,y,z)。通過該式，使得d為不同的值，分別計算不同光源點(xs,ys)下的不同離焦量位置處的成像結(jié)果強度分布，而后，同樣地，根據(jù)Abbe原理，對各光源點下的成像結(jié)果強度進(jìn)行疊加，則可以獲得不同離焦量位置處的光刻空間像強度分布Idef(x,y,z)。根據(jù)Abbe原理，疊加后的不同離焦量位置處光刻空間像強度分布的表達(dá)式如下：其中，Ns是部分相干光源的光源點的數(shù)量。將上式中的離焦量d設(shè)為0，即可獲得理想像面處的成像結(jié)果強度分布Ibf(x,y,z)。在具體的計算中，可以設(shè)定預(yù)定的焦深范圍，按照一定的步長變化離焦量，在一個具體的實施例中，焦深范圍例如為-100nm至100nm，步長為5nm，獲得不同離焦量下各個光源點成像結(jié)果分布疊加后的光刻空間像強度分布，不同的離焦量包括d＝0的理想情況以及d為其他值的情況。進(jìn)而，根據(jù)圖形偏移量的定義，圖形偏移量即圖形的實際成像位置與理想位置的差異量，求解滿足方程的x坐標(biāo)值，即為該光刻空間像強度分布對應(yīng)的圖形位置偏移量。而通過d＝0時圖形位置偏移量和d不為0時的圖形位置偏移量，來獲得不同離焦量下的圖形偏移量對離焦量的斜率，該斜率可以通過對圖形位置偏移量的數(shù)值微分來獲得。通過上述建立的目標(biāo)函數(shù)，首先，獲得預(yù)設(shè)的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，也就是獲得預(yù)設(shè)透過率和相位下的掩膜函數(shù)M下目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)的斜率值，獲得初始掩膜圖形的圖形位置偏移量相對于離焦量的敏感度。為了便于描述，該目標(biāo)函數(shù)值記做當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值fcur。而后，在S03，以預(yù)設(shè)的透過率和相位為起始點，在優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件下，利用優(yōu)化算法獲得優(yōu)化后的透過率和相位。通過優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化算法例如可以為模擬退火算法、遺傳算法、蟻群算法或梯度算法等，通過這些優(yōu)化算法，可以設(shè)置算法條件，獲得更為優(yōu)化的透過率和相位。在一個具體的實施例中，采用模擬退火算法的優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，在該優(yōu)化算法中，先設(shè)置優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件，初始溫度T0設(shè)置為20℃，最終溫度設(shè)置為0.00005℃，衰減系數(shù)Tξ為0.97，馬爾科夫鏈的長度為5000。接著，在步驟S04，通過目標(biāo)函數(shù)獲得優(yōu)化后的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值。通過上述建立的目標(biāo)函數(shù)，獲得上一步驟中得到的優(yōu)化的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，也就是獲得優(yōu)化的透過率和相位下的掩膜函數(shù)M下目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)的斜率值，獲得優(yōu)化的掩膜圖形的圖形位置偏移量相對于離焦量的敏感度，為了便于描述，該目標(biāo)函數(shù)值記做優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值fref。而后，在步驟S05，根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值，確定優(yōu)化后的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位。根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值fcur和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值fref的差值△f，來確定優(yōu)化算法優(yōu)化后獲得的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位，其中，△f＝fref-fcur，根據(jù)所采用的優(yōu)化算法不同，根據(jù)差值進(jìn)行最優(yōu)掩膜圖形確定的方法也可以有所不同。在本實施例中，優(yōu)化算法采用模擬退火算法，在該根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值，確定優(yōu)化后的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)的步驟中，具體包括：首先，判斷當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值△f是否不小于0，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位。若△f小于0，則接著判斷e(△f/T0)是否大于0-1之間的隨機(jī)數(shù)，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)，T0為模擬退火的當(dāng)前溫度。在確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形之后，則終止該優(yōu)化方法，而后，設(shè)定當(dāng)前的掩膜圖形為經(jīng)過優(yōu)化后的掩膜圖形，數(shù)據(jù)掩膜圖形對應(yīng)的透過率、相位以及優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值，該優(yōu)化后的掩膜圖形可用于最佳焦平面位置的測量。對于通過上述判斷無法確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形后，可以重新設(shè)置優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件，通常需要重新設(shè)置預(yù)設(shè)條件中的部分條件，如在模擬退火算法中可以重新設(shè)置初始溫度T0以及衰減系數(shù)Tξ等，并重復(fù)步驟S03-S05，在新的預(yù)設(shè)條件下重新進(jìn)行優(yōu)化及判斷，以輸出最優(yōu)掩膜圖形。為了避免優(yōu)化無法收斂的情況，即無法獲得合適的最優(yōu)掩膜圖形，在判斷e(△f/T0)與0-1之間的隨機(jī)數(shù)的大小之后，若小于所述的隨機(jī)數(shù)，則繼續(xù)判斷是否滿足預(yù)定終止條件，若是，則進(jìn)入終止優(yōu)化步驟，停止該優(yōu)化方法，預(yù)定終止條件可以根據(jù)不同的優(yōu)化算法來確定，在模擬退火算法中，預(yù)定終止條件可以為當(dāng)前溫度T0＜Tf或優(yōu)化次數(shù)大于預(yù)定值等。上述對本發(fā)明實施例的掩膜圖形的優(yōu)化方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述，利用上述的優(yōu)化方法獲得的最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)所對應(yīng)掩膜圖形，可以進(jìn)行光刻系統(tǒng)中最佳焦平面位置的測量。為了更好地理解本發(fā)明的優(yōu)化方法的技術(shù)效果，以下將一個具體實例的仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的描述。在該具體的實施例中，參考圖2所示，該初始掩膜圖形的基底301為石英板，基底301上覆蓋金屬鉻層的區(qū)域為阻光區(qū)302，透光區(qū)303為未覆蓋金屬鉻層并暴露出基底301的區(qū)域，第一相移層304和第二相移層305為在基底301上深度不同的開口區(qū)域；透光區(qū)303與第一相移層304相連，他們的透射光的相位差為90°；第一相移層304與第二相移層305相連，他們的透射光的相位差為180°。阻光區(qū)302、透光區(qū)302、第一相移層304和第二相移層305寬度比為：4：1：2：1，第二相移層305的寬度為41nm，第一相移層304開口深度為第二相移層305開口深度為λ為入射光在空氣中的波長，n為所述透明基板的折射率，k為正整數(shù)。參考圖4所示，為本實施例采用的部分相干光源，該部分相干光源通過將光源面劃分為多個光源點。參考圖5所示，其中圖5中的A為在該光源照明方式下初始掩膜圖形在整個焦深范圍內(nèi)不同離焦量對應(yīng)的光刻空間像強度分布，B為特定閾值下光刻空間像強度在整個焦深范圍內(nèi)的二值分布，即通過特定的閾值將A中的連續(xù)分布的光刻空間像強度轉(zhuǎn)化為二值分布，從B圖中可以看到，初始掩膜圖形的位置偏移量與離焦量之間并未表現(xiàn)出明顯的線性關(guān)系，該初始掩膜圖形不適合用于該部分相干光源照明下的最佳焦平面位置的檢測。而將上述的初始掩膜圖形經(jīng)過優(yōu)化算法優(yōu)化之后得到優(yōu)化后的掩膜圖形，參考圖6所示，圖6為優(yōu)化后得到的掩膜圖形的相位和透過率分布示意圖，一個相同的顏色的區(qū)域代表一個相位和透過率。參考圖7所示，圖7中的A為該部分相干光源下優(yōu)化的掩膜圖形在整個焦深范圍內(nèi)不同離焦量對應(yīng)的光刻空間像強度分布，B為特定閾值下光刻空間像強度在整個焦深范圍內(nèi)的二值分布，從B圖中可以看到，其圖形偏移量隨離焦量線性變化，通過對圖中的圖形偏移量進(jìn)行線性擬合，可以得到離焦量與圖形偏移量之間線性關(guān)系的斜率約為0.3501。可見，該掩模圖形在離軸照明條件下具有較好的檢測靈敏度，也證明了本發(fā)明所涉及優(yōu)化方法的正確性和有效性。以上對本發(fā)明實施例的掩膜圖形的優(yōu)化方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述，此外，本發(fā)明還提供了實現(xiàn)上述方法的優(yōu)化系統(tǒng)，參考圖8所示，包括：初始掩膜圖形提供單元200，用于提供初始掩膜圖形上的不同區(qū)域的預(yù)設(shè)的透過率和相位，初始掩膜圖形對應(yīng)相移掩膜；目標(biāo)函數(shù)建立單元210，用于建立目標(biāo)函數(shù)，其中，目標(biāo)函數(shù)為部分相干光源照明、預(yù)定焦深范圍內(nèi)不同離焦量下光刻空間像強度分布所對應(yīng)的圖形位置偏移量對離焦量的斜率；當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值獲取單元220，用于獲得預(yù)設(shè)的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值；優(yōu)化單元230，用于以預(yù)設(shè)的透過率和相位為起始點，在優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件下，利用優(yōu)化算法獲得優(yōu)化后的透過率和相位；優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值獲取單元240，用于通過目標(biāo)函數(shù)獲得優(yōu)化后的透過率和相位下的目標(biāo)函數(shù)值，該目標(biāo)函數(shù)值為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值；最優(yōu)掩膜圖形判斷單元250，用于根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值，確定優(yōu)化后的透過率和相位是否為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)；預(yù)設(shè)條件重設(shè)單元260，用于優(yōu)化后的透過率和相位不是最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)時，重新設(shè)定優(yōu)化算法的預(yù)設(shè)條件，并將優(yōu)化后的透過率和相位作為預(yù)設(shè)的透過率和相位。進(jìn)一步地，還包括光源點劃分單元，用于將部分相干光源的光源面劃分為多個光源點，所述光刻空間像強度分布為每個光源點下光刻空間像強度分布的疊加。進(jìn)一步地，光源點劃分單元中，取部分相干光源的光源面的外切正方形，將外切正方形柵格化分為正方形子區(qū)域，將每個正方形子區(qū)域的中心點作為一個光源點。進(jìn)一步地，優(yōu)化算法包括模擬退火算法、遺傳算法、蟻群算法、梯度算法。進(jìn)一步地，優(yōu)化算法為模擬退火算法，最優(yōu)掩膜圖形判斷單元250中，判斷當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的差值△f是否不小于0，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位；若△f小于0，則判斷e(△f/T0)是否大于0-1之間的隨機(jī)數(shù)，若是，則確定優(yōu)化后的透過率和相位為最優(yōu)掩膜圖形的透過率和相位參數(shù)，T0為模擬退火的初始溫度。進(jìn)一步地，還包括終止判斷單元，用于在判斷e(△f/T0)小于0-1之間的隨機(jī)數(shù)之后，判斷是否滿足預(yù)定終止條件，若是，則進(jìn)入終止優(yōu)化。本說明書中的各個實施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何的簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。