掩模图案的优化方法、装置、曝光设备及存储介质

摘要

本申请涉及半导体制造的光刻技术领域，公开了掩模图案的优化方法、装置、曝光设备及存储介质，主节点和不同的从节点可以独立并行地根据元素组合中的元素以及自身存储的掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的差异度，以便后续根据所有节点分别确定的差异度以及初始差异度确定在当前迭代周期内预设掩模图案的优化结果，以确定是否停止优化操作。不再需要像传统的直接搜索算法那样一次又一次地计算掩模图案中某个像素点所处位置的状态变化后，掩模图案对应成像图案与目标图案之间的差异度，大大加快差异度的计算效率，从而加快了掩模图案的优化效率。

权利要求

1.一种掩模图案的优化方法，应用于芯片制备工艺的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备包括主节点以及至少一个从节点，每一个节点中均存储有目标图案以及掩模图案，所述方法由所述主节点执行，所述方法包括：在当前迭代周期内，从所述掩模图案中选择第一预设数量的像素点；

根据预设像素值翻转规则，翻转所述第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态；

将多个所述元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点，以便不同的从节点根据接收的每一个元素组合中的元素以及所述掩模图案，分别确定一个新的成像图案与所述目标图案之间的从节点差异度，每一个所述新的成像图案皆基于一个元素组合中的元素以及所述掩模图案生成；

根据所述主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及所述掩模图案，分别确定一个新的成像图案与所述目标图案之间的主节点差异度；

获取所有从节点反馈的从节点差异度；

根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内所述掩模图案的优化结果，其中，所述初始差异度为更新之前的掩模图案在目标光源的照射下生成的成像图案与所述目标图案之间的差异度；

当确定所述优化结果不符合预设迭代优化条件时，将所述优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期；

或者，当确定所述优化结果符合所述预设迭代优化条件时，停止优化操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩模图案为全息二元掩模版上的图案，所述根据预设像素值翻转规则，翻转所述第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，包括：基于第一预设数量中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，对所述第一预设数量的像素点进行组合，获取多个像素点组合，每一个所述像素点组合均由第一预设数量的像素点构成；

根据每一个所述像素点组合中每一个像素点的像素值，以及所述第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别确定每一个所述像素点组合中每一个像素点所处位置的状态的变化，并以二进制的形式表示所述变化，得到每一个所述像素点组合对应的元素组合，所述初始像素值为更新之前的所述掩模图案中像素点的像素值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及所述掩模图案，分别确定一个新的成像图案与所述目标图案之间的主节点差异度，包括：根据所述主节点中存储的每一个元素组合中的元素，以及所述第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别修改所述掩模图案中所述第一预设数量的像素点的像素值，得到一个更新后掩模图案；

根据每一个所述更新后掩模图案中每一个像素点的像素值以及光的衍射规则，分别确定每一个所述更新后掩模图案对应的新的成像图案；

根据每一个新的成像图案中每一个像素点的像素值，以及所述目标图案中每一个像素点的像素值，分别确定每一个新的成像图案与所述目标图案之间的主节点差异度。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内所述掩模图案的优化结果，包括：从所有主节点差异度、所有从节点差异度以及所述初始差异度中，选出数值最小的最小差异度，并将所述初始差异度的取值确定为所述最小差异度的取值；

获取所述最小差异度对应的元素组合，并根据所述最小差异度对应的元素组合中的元素，以及所述第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，修改所述掩模图案中所述第一预设数量的像素点的像素值，将修改后的掩模图案确定为所述优化结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在当确定所述优化结果不符合预设迭代优化条件时，将所述优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期之前，所述方法还包括：将所述最小差异度对应的元素组合分发至不同的从节点，以便不同的从节点根据所述最小差异度对应的元素组合中的元素以及所述第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，更新自身存储的所述掩模图案。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在从所述掩模图案中选择第一预设数量的像素点之前，所述方法还包括：分别初始化所述掩模图案以及所述目标图案中每一个像素点的相位以及振幅；

确定所有从节点分别初始化自身存储的所述掩模图案以及所述目标图案中每一个像素点分别对应的相位以及振幅。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述从所述掩模图案中选择第一预设数量的像素点，包括：基于直接搜索算法，从所述掩模图案中选择第一预设数量的像素点，所述第一预设数量为大于或等于2的正整数。

8.一种掩模图案的优化装置，应用于芯片制备工艺的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备包括主节点以及至少一个从节点，每一个节点中均存储有目标图案以及掩模图案，所述装置由所述主节点执行，所述装置包括：选择模块，用于在当前迭代周期内，从所述掩模图案中选择第一预设数量的像素点；

翻转模块，用于根据预设像素值翻转规则，翻转所述第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态；

分发模块，用于将多个所述元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点，以便不同的从节点根据接收的每一个元素组合中的元素以及所述掩模图案，分别确定一个新的成像图案与所述目标图案之间的从节点差异度，每一个所述新的成像图案皆基于一个元素组合中的元素以及所述掩模图案生成；

第一确定模块，用于根据所述主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及所述掩模图案，分别确定一个新的成像图案与所述目标图案之间的主节点差异度；

获取模块，用于获取所有从节点反馈的从节点差异度；

第二确定模块，用于根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内所述掩模图案的优化结果，其中，所述初始差异度为更新之前的掩模图案在目标光源的照射下生成的成像图案与所述目标图案之间的差异度；

第三确定模块，用于当确定所述优化结果不符合预设迭代优化条件时，将所述优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期；

或者，当确定所述优化结果符合所述预设迭代优化条件时，停止优化操作。

9.一种曝光设备，应用于芯片制备工艺，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至7中任一项所述的掩模图案的优化方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的掩模图案的优化方法。

说明书

掩模图案的优化方法、装置、曝光设备及存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及半导体制造的光刻技术领域，具体涉及掩模图案的优化方法、装置、曝光设备及存储介质。

背景技术

[0002] 伴随信息技术产业的高速发展，计算全息光刻（又称为计算光刻）已成为光刻技术中的主要技术，业界也往往会基于计算全息光刻来优化大尺寸芯片的二元掩模版，进而实现大尺寸芯片的制造。

[0003] 传统的计算全息光刻在优化大尺寸芯片的二元掩模版时，通常是利用直接搜索算法一次又一次地评估二元掩模版上掩模图案中的所有像素点对成像的贡献，进而比较掩模图案对应成像图案与预设的晶圆上的目标图案的差异度，以确定最终的掩模图案优化结果。

[0004] 但直接搜索算法本质上具有时间相关性，即掩模图案上新像素点的评估依赖于前一像素点的结果，而大尺寸芯片的掩模图案的维数（也即像素点的数量）往往会很大。这就导致直接搜索法完成一次对掩模图案上所有像素点的评估的耗时会增加，从而大大增加掩模图案的优化的时长。因此，如何提高掩模图案的优化效率已成为继续解决的技术问题。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本申请提供了一种掩模图案的优化方法、装置、曝光设备及存储介质，以解决如何提高掩模图案的优化效率的问题。

[0006] 第一方面，本申请提供了一种掩模图案的优化方法，应用于芯片制备工艺的曝光设备，曝光设备包括主节点以及至少一个从节点，每一个节点中均存储有目标图案以及掩模图案，方法由主节点执行，方法包括：

[0007] 在当前迭代周期内，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点；

[0008] 根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态；

[0009] 将多个元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点，以便不同的从节点根据接收的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的从节点差异度，每一个新的成像图案皆基于一个元素组合中的元素以及掩模图案生成；

[0010] 根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度；

[0011] 获取所有从节点反馈的从节点差异度；

[0012] 根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内掩模图案的优化结果，其中，初始差异度为更新之前的掩模图案在目标光源的照射下生成的成像图案与目标图案之间的差异度；

[0013] 当确定优化结果不符合预设迭代优化条件时，将优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期；

[0014] 或者，当确定优化结果符合预设迭代优化条件时，停止优化操作。

[0015] 在上述技术方案中，在曝光设备中设置多个节点，并且在每一个节点中都存储目标图案以及掩模图案，可以保证系统中不同的节点能够依据自身存储的数据进行独立运算。这样在当前迭代周期内，主节点在从自身存储的掩模图案中选择了第一预设数量的像素点，且根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合之后，就可以将多个元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点。而且每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态，这样主节点和不同的从节点就可以独立并行地根据每一个表示不同状态的元素组合中的元素以及自身存储的掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的差异度，以便后续根据所有节点分别确定的差异度，以及初始差异度确定在当前迭代周期内预设掩模图案的优化结果，以及确定是否停止优化操作。实现了多个节点并行地分别对自身存储的元素组合对应成像图案与目标图案之差异度的计算，不再需要像传统的直接搜索算法那样一次又一次地计算掩模图案中某个像素点所处位置的状态变化后，掩模图案对应成像图案与目标图案之间的差异度，大大加快差异度的计算效率，从而加快了掩模图案的优化效率。例如，若选择了N个像素点，通过以上步骤，主节点以及从节点可以同时实现掩模图案上 N 个像素点的评估，设掩模图案的像素点的总数为 M，则掩模图案上所有像素点均完成一次评估需要的计算次数约为 M/N，计算速度可以实现 N 倍加速，大大提高了优化效率。

[0016] 在一种可选的实施例中，所述掩模图案为全息二元掩模版上的图案，所述根据预设像素值翻转规则，翻转所述第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，包括：基于第一预设数量中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，对第一预设数量的像素点进行组合，获取多个像素点组合，每一个像素点组合均由第一预设数量的像素点构成；根据每一个像素点组合中每一个像素点的像素值，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别确定每一个像素点组合中每一个像素点所处位置的状态的变化，并以二进制的形式表示变化，得到每一个像素点组合对应的元素组合，初始像素值为更新之前的掩模图案中像素点的像素值。

[0017] 在上述技术方案中，基于第一预设数量中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，对第一预设数量的像素点进行组合，获取多个像素点组合，实现在选取多个像素点后对像素点可能取值的所有情况的遍历。进而根据每一个像素点组合中每一个像素点的像素值，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别确定每一个像素点组合中每一个像素点所处位置的状态的变化，并以二进制的形式表示变化，得到每一个像素点组合对应的元素组合，从而得到二进制形式的元素组合，便于在后续给不同从节点传输数据时可以仅传输一个或多个二进制数，避免对多个像素点的像素值的传输，减小了通信压力从而节约通信成本。

[0018] 在一种可选的实施例中，根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度，包括：根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，得到一个更新后掩模图案；根据每一个更新后掩模图案中每一个像素点的像素值以及光的衍射规则，分别确定每一个更新后掩模图案对应的新的成像图案；根据每一个新的成像图案中每一个像素点的像素值，以及目标图案中每一个像素点的像素值，分别确定每一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度。

[0019] 在上述技术方案中，基于存储的每一个元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，以得到不同元素组合对应的更新后掩模图案，从而确定每一个更新后掩模图案对应的新的成像图案，进而计算每一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度，实现了对自身存储的像素点不同取值可能的评估。

[0020] 在一种可选的实施例中，根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内掩模图案的优化结果，包括：从所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度中，选出数值最小的最小差异度，并将初始差异度的取值确定为最小差异度的取值；获取最小差异度对应的元素组合，并根据最小差异度对应的元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，将修改后的掩模图案确定为优化结果。

[0021] 在上述技术方案中，获取最小差异度对应的元素组合，并根据最小差异度对应的元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，将修改后的掩模图案确定为优化结果。

[0022] 在一种可选的实施例中，在当确定优化结果不符合预设迭代优化条件时，将优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期之前，方法还包括：将最小差异度对应的元素组合分发至不同的从节点，以便不同的从节点根据最小差异度对应的元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，更新自身存储的掩模图案。

[0023] 在上述技术方案中，在主节点确定了当前迭代周期的优化结果后，还会将最小差异度对应的元素组合分发至曝光设备中所有的从节点，以便每一个从节点都可以根据最小差异度对应的元素组合中的元素，第一预设数量中每一个像素点的初始像素值及时更新自身存储的掩模图案，从而在主节点继续进行优化操作时，可以针对最近更新的掩模图案进行操作，保证掩模图案优化的准确性。

[0024] 在一种可选的实施例中，在从掩模图案中选择第一预设数量的像素点之前，所述方法还包括：分别初始化掩模图案以及目标图案中每一个像素点的相位以及振幅；确定从节点分别初始化自身存储的掩模图案以及目标图案中每一个像素点分别对应的相位以及振幅。

[0025] 在上述技术方案中，主节点确定从节点独立地初始化自身存储的掩模图案和目标图案，并不会将初始化后的掩模图案和目标图案通过通信网络分发送给不同的从节点，避免高维数图案数据的传输，可以节约通信成本。

[0026] 在一种可选的实施例中，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点，包括：基于直接搜索算法，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点，第一预设数量为大于或等于2的正整数。

[0027] 在上述技术方案中，利用直接搜索算法一次性改变至少两个像素点的像素值，以便于在后续一次计算多个像素点改变后的差异度，避免每次仅改变一个像素点的像素值再进行评估的缺陷，可以大大缩减一次对掩模图案上所有像素点的评估的耗时，从而提高掩模图案优化的效率。

[0028] 第二方面，本申请提供了一种掩模图案的优化装置，应用于芯片制备工艺的曝光设备，曝光设备包括主节点以及至少一个从节点，每一个节点中均存储有目标图案以及掩模图案，装置由主节点执行，该装置包括选择模块、翻转模块、分发模块、第一确定模块、获取模块、第二确定模块和第三确定模块。

[0029] 选择模块用于在当前迭代周期内，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点；

[0030] 翻转模块用于根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态；

[0031] 分发模块用于将多个元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点，以便不同的从节点根据接收的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的从节点差异度，每一个新的成像图案皆基于一个元素组合中的元素以及掩模图案生成；

[0032] 第一确定模块用于根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度；

[0033] 获取模块用于获取所有从节点反馈的从节点差异度；

[0034] 第二确定模块用于根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内掩模图案的优化结果，其中，初始差异度为更新之前的掩模图案在目标光源的照射下生成的成像图案与目标图案之间的差异度；

[0035] 第三确定模块用于当确定优化结果不符合预设迭代优化条件时，将优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期；

[0036] 或者，当确定优化结果符合预设迭代优化条件时，停止优化操作。

[0037] 第三方面，本申请提供了一种曝光设备，应用于芯片制备工艺，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述掩模图案的优化方法。

[0038] 第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述掩模图案的优化方法。

附图说明

[0039] 为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0040] 图1是根据本申请实施例中的一种应用于芯片制备工艺的曝光设备的结构示意图；

[0041] 图2是根据本申请实施例的一种掩模图案的优化方法的流程示意图；

[0042] 图3是根据本申请实施例的另一种掩模图案的优化方法的流程示意图；

[0043] 图4是根据本申请实施例的又一种掩模图案的优化方法的流程示意图；

[0044] 图5是根据本申请实施例的一种掩模图案的优化装置的结构框图；

[0045] 图6是本申请实施例的又一种曝光设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

[0046] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0047] 应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。

[0048] 在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。

[0049] 本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备（例如，包括终端设备和网络设备）中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。

[0050] 伴随信息技术产业的高速发展，芯片特征尺寸伴随摩尔定律不断缩小，光刻技术在其中扮演着极其重要的角色。精确的光刻技术不仅决定了芯片的质量和性能，更是将生产成本降低的关键环节。

[0051] 计算全息光刻是利用光的衍射原理，借助计算机高效数值方法仿真得到全息掩模版，然后采用所选光源照射该全息掩模版，在晶圆表面形成目标图案，从而实现曝光。从原理上来看，全息掩模版与传统投影式光刻掩模版有着本质区别，传统投影式光刻掩模版与所成空间像基本一致，且点对点一一对应，而在计算全息光刻技术中，通过全息掩模版很难识别其所成空间像（也即成像图案），且空间像上一点由全息掩模版上掩模图案的所有像素点的衍射与干涉共同贡献，这使得空间像对全息掩模版上掩模图案的局部缺陷不敏感。该特点降低了全息掩模版的加工难度以及使用维护成本。另一方面，成像过程无需透镜，大大降低了全息光刻机的制造难度及加工成本。

[0052] 全息掩模版的掩模图案的优化是计算全息光刻中的关键技术，考虑现有掩模加工工艺多为二元振幅掩模版，即掩模上只存在透光及不透光区域，或者二元相位掩模版，即掩模版全透光，但是光通过后某些区域会发生相位改变。作为众多二元掩模版优化方法之一的直接搜索算法，由于可以直接对掩模上所有像素点对成像图案的贡献进行评价，因此该方法往往能够得到比其它迭代类方法更好的解，且能够更好地与其它方法相结合，如模拟退火等，以得到更好的解。然而，该方法本质上具有时间相关性，即掩模图案上新像素点的评估依赖于前一像素点的结果，随着问题规模的增大，直接搜索算法的搜索空间呈指数变大，计算时间难以接受。为满足现代大尺寸芯片的制造需求，需要针对利用直接搜索算法进行掩模图案的优化方法进行改进。

[0053] 图1是本申请实施例中的一种应用于芯片制备工艺的曝光设备的结构示意图，该曝光设备包括主节点110以及至少一个从节点120，每一个节点中均预存储有掩模图案以及目标图案。

[0054] 主节点110以及从节点120均为具有通信、存储以及数据处理功能的处理器。可选地，主节点110以及从节点120分别为彼此独立的图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU），或者主节点110以及从节点120分别为彼此独立的数据处理器，该数据处理器由至少一个中央处理器（Central Processing Unit，CPU）以及至少一个GPU组成。主节点与各个从节点通信连接，以便于在后续进行掩模图案的优化操作。

[0055] 可选地，曝光设备中的主节点110以及至少一个从节点120可以部署在曝光设备的同一台计算机设备中，也可以分别部署在曝光设备的不同的计算机设备中。

[0056] 可选地，曝光设备可以是具有计算机处理功能的光刻机，或者具有光刻功能的计算机设备。

[0057] 可选地，在掩模图案的优化完成后，还可以进入掩模制作工艺流程，基于优化后的掩模图案制作掩模版以便于在曝光设备中可以使用新制作的掩模版进行芯片制备。

[0058] 传统利用直接搜索算法的掩模图案的优化方法中，通常会一次次地改变全息掩模版上掩模图案的某个像素点的像素值，从而评估像素点的像素值的改变所带来的成像质量的改变，从而判断是否接收该像素点的改变，当掩模图案的维数较大时，每次仅改变一个像素点的像素值，再进行评估显然会大大增加一次对掩模图案上所有像素点的评估的耗时，难以满足工程需要。因此，可以一次改变多个像素点的像素值，并将多个像素点的像素值的多种取值可能分配给不同的节点计算，从而大大缩减评估的时间，提高掩模图案的优化效率。如图2所示，图2是本申请实施例中的一种掩模图案的优化方法的流程示意图，该方法用于曝光设备，曝光设备可以是图1所示的曝光设备，该方法由曝光设备中的主节点执行，主节点可以是图1中所示的主节点110。该方法可以包括如下步骤：

[0059] 步骤201，在当前迭代周期内，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点。

[0060] 其中，曝光设备包括主节点以及至少一个从节点，每一个节点中均存储有目标图案以及掩模图案。第一预设数量为大于或等于2的正整数，可以自行设置例如3个或4个等，本申请实施例不做具体限制，本申请实施例将第一预设数量记为N。目标图案为在芯片制备工艺中，预设的需要印在晶圆上的图案。掩模图案为全息二元掩模版上待优化的图案，在掩模图案的优化操作结束时，优化后的掩模图案在目标光源的照射下发生光的衍射及干涉后，所形成的成像图案会非常接近目标图案，或者与目标图案一致。目标光源为在曝光设备中用于光刻的光源。在当前迭代周期内，主节点会随机从掩模图案中选择N个像素点。

[0061] 步骤202，根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合。

[0062] 其中，每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态。预设像素翻转规则用于指示主节点确定是否改变当前像素点所处位置的状态。需要说明的是，掩模图案上像素点所处位置的状态与全息二元掩模版的类型有关，当全息二元掩模版为全息二元振幅掩模版时，掩模图案上像素点所处位置的状态为像素点所处位置透光或者像素点所处位置不透光；当全息二元掩模版为全息二元相位掩模版时，掩模图案上像素点所处位置的状态为像素点所处位置的相位为0，或者像素点所处位置的相位为π。

[0063] 不论掩模图案是全息二元振幅掩模版上的图案还是全息二元相位掩模版上的图案，掩模图案中每个像素点所处位置的状态有且仅有两种，这意味为N个像素点中每一个像素点的像素值的取值有两种可能，用于指示像素点所处位置的两种状态。因此，主节点在根N据预设像素值翻转规则，翻转N个像素点中每一个位置的像素点的像素值时，会有的2 种翻N
转可能，这样主节点就会得到2 个元素组合，每个元素组合中有N个元素，每个元素都指示其对应像素点在掩模图案中所处位置的状态。

[0064] 需要说明的是，每个元素组合中元素对与N个像素点中的像素点一一对应，每个元素组合中会记录元素对应的像素点。例如，在掩模图案中选择了3个像素点：P(ip，jp)，Q(iq，jq)以及R(ir，jr)。则主节点在翻转P(ip，jp)，Q(iq，jq)以及R(ir，jr)的像素值后可以得到8个元素组合，每一个元素组合中的都有三个元素，某个元素组合中的三个元素分别为元素0、元素1以及元素2，则该元素组合中的元素0对应P(ip，jp)，元素1对应Q(iq，jq)，元素2对应R(ir，jr)。

[0065] 步骤203，将多个元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点，以便不同的从节点根据接收的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的从节点差异度。

[0066] 其中，每一个新的成像图案皆基于一个元素组合中的元素以及掩模图案生成。每一个从节点确定的从节点差异度均用于指示从节点接收的元素组合对应的新的成像图案与从节点自身存储的目标图案之间的接近程度。

[0067] 主节点会存储2N个元素组合中的一部分元素组合，剩余的元素组合分发至至少一个从节点。这样不同的从节点会根据接收的每一个元素组合中元素所指示的元素对应像素点在掩模图案中所处位置的状态，计算接收的每一个元素组合中的每一个元素对应的像素点的像素值，从而修改自身存储的掩模图案，而后计算修改后的掩模图案对应的成像图案，得到一个新的成像图案，从而使用与主节点相同的方法（该方法在后续实施例中进行介绍）计算新的成像图案与目标图案之间的从节点差异度，直至接收的每一个元素组合都计算完毕，并把计算的从节点差异度反馈给主节点。

[0068] 需要说明的是，从节点可以基于任一种应用在计算全息光刻中掩模成像计算方法，基于目标像素点的像素值、光的衍射规则以及修改后的掩模图案，计算修改后的掩模图案在目标光源照射后的成像图案也即新的成像图案。

[0069] 步骤204，根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度。

[0070] 其中，主节点确定的每一个主节点差异度均用于指示主节点自身存储的元素组合对应的新的成像图案与主节点自身存储的目标图案之间的接近程度。

[0071] 主节点会根据自身存储的每一个元素组合中元素所指示的元素对应像素点在掩模图案中所处位置的状态，计算每一个元素组合中的每一个元素对应的像素点的像素值，从而修改自身存储的掩模图案。而后使用与从节点相同的掩模成像计算方法，计算修改后的掩模图案对应的成像图案，得到一个新的成像图案，从而计算新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度，直至每一个元素组合都计算完毕。

[0072] 步骤205，获取所有从节点反馈的从节点差异度。

[0073] 主节点会接收所有从节点反馈的从节点差异度。

[0074] 步骤206，根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内掩模图案的优化结果。

[0075] 其中，初始差异度为更新之前的掩模图案在目标光源的照射下生成的成像图案与目标图案之间的差异度。主节点会从所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度中找到与目标图案最接近的成像图案，进而将该成像图案对应的掩模图案确定为当前迭代周期的优化结果。

[0076] 步骤207，当确定优化结果不符合预设迭代优化条件时，将优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期。

[0077] 或者，当确定优化结果符合预设迭代优化条件时，停止优化操作。

[0078] 主节点在确定了当前迭代周期内的优化结果后，还会确定优化结果是否符合预设优化迭代条件，以确定是否继续优化操作。其中，预设迭代优化条件可以自行设置本申请实施例不做具体限制，本申请实施例中的预设迭代优化条件设置为满足成像图案与目标图案之间的差异度保持不变、成像图案与目标图案之间的差异度变化较小以及优化结果对应的成像图案的清晰度以及分辨率满足预设值中至少一者，就停止优化操作。预设值可自行设计，本申请实施例不做具体限制，另外成像图案的清晰度以及分辨率是成像图案的图案质量的一部分指标，可以自行设置其他图案质量指标。

[0079] 本申请实施例中，在曝光设备中设置多个节点，并且在每一个节点中都存储目标图案以及掩模图案，可以保证系统中不同的节点能够依据自身存储的数据进行独立运算。这样在当前迭代周期内，主节点在从自身存储的掩模图案中选择了第一预设数量的像素点，且根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合之后，就可以将多个元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点。而且每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态，这样主节点和不同的从节点就可以独立并行地根据每一个表示不同状态的元素组合中的元素以及自身存储的掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的差异度，以便后续根据所有节点分别确定的差异度，以及初始差异度确定在当前迭代周期内预设掩模图案的优化结果，以及确定是否停止优化操作。实现了多个节点并行地分别对自身存储的元素组合对应成像图案与目标图案之差异度的计算，不再需要像传统的直接搜索算法那样一次又一次地计算掩模图案中某个像素点所处位置的状态变化后，掩模图案对应成像图案与目标图案之间的差异度，大大加快差异度的计算效率，从而加快了掩模图案的优化效率。例如，若选择了N个像素点，通过以上步骤，主节点以及从节点可以同时实现掩模图案上 N 个像素点的评估，设掩模图案的像素点的总数为 M，则掩模图案上所有像素点均完成一次评估需要的计算次数约为 M/N，计算速度可以实现 N 倍加速，大大提高了优化效率。

[0080] 为了提高掩模图案的优化效率的同时还可以节约节点间的通信成本，提出另一种掩模图案的优化方法，如图3所示，该方法用于曝光设备，曝光设备可以是图1所示的曝光设备，该方法由曝光设备中的主节点执行，主节点可以是图1中所示的主节点110。该方法可以包括如下步骤：

[0081] 步骤301，在当前迭代周期内，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点。

[0082] 详细请参见图2所示实施例的步骤201，在此不再赘述。

[0083] 可选地，在从掩模图案中选择第一预设数量的像素点之前，主节点还会分别初始化掩模图案以及目标图案中每一个像素点的相位以及振幅；

[0084] 确定所有从节点分别初始化自身存储的掩模图案以及目标图案中每一个像素点分别对应的相位以及振幅。

[0085] 当掩模图案是全息二元振幅掩模版上的图案时，主节点会随机给掩模图案中各个像素点的振幅赋值为0或1，并把每一个像素点的相位赋值为常数；当掩模图案是全息二元相位掩模版上的图案时，主节点会随机给掩模图案中各个像素点的相位赋值为0或π，并把每一个像素点的振幅赋值为常数，从而完成对掩模图案的初始化，得到掩模图案中各个像素点的像素值H(i，j)。主节点会基于现有的任一种目标图案的像素化方法计算目标图案中各个像素点的像素值P(m，n)。在主节点接收到每一个从节点反馈的初始化完成信息时，主节点就确定所有从节点分别初始化自身存储的掩模图案以及目标图案中每一个像素点分别对应的相位以及振幅。其中，(m，n)表示目标图案中像素点的坐标值，(i，j)表示掩模图案中像素点的坐标值。在从掩模图案中选择第一预设数量的像素点之前指掩模图案优化的首个迭代周期开始前。

[0086] 可以理解的是，在主节点分别初始化掩模图案和目标图案时，从节点也会使用与主节点相同的初始化方法分别初始化自身存储的掩模图案以及目标图案中每一个像素点分别对应的相位以及振幅，以得自身存储的掩模图案中各个像素点的像素值H(i，j)和目标图案中各个像素点的像素值P(m，n)，并在初始化完成后向主节点发送初始化完成信息，以便于后续对掩模图案的高效优化。

[0087] 主节点确定从节点独立地初始化自身存储的掩模图案和目标图案，并不会将初始化后的掩模图案和目标图案通过通信网络分发送给不同的从节点，避免高维数图案数据的传输，可以节约通信成本。

[0088] 可选地，主节点在初始化掩模图案以及目标图案之后，还会基于图2所示实施例中使用的掩模图案成像计算方法，根据光的衍射规则以及初始化的掩模图案（也即更新前的掩模图案）中各个像素点的像素值H(i，j)，计算初始化的掩模图案在目标光源的照射下生成的成像图案，得到成像图案的各个像素点的像素值E（0 m，n），进而将成像图案的各个像素点的像素值E0（m，n）以及目标图案中各个像素点的像素值P(m，n)代入到公式中计算初始差异度loss0， 表示初始化的掩模图案在
目标光源的照射下生成的成像图案中第j个像素点的像素值， 表示目标图案中第j像素点的像素值，n表示目标图案中所有像素点的总个数，以便于后续对掩模图案进行优化。

[0089] 可选地，为了提高掩模图案的优化效率，步骤301，在当前迭代周期内，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点，可以包括：

[0090] 基于直接搜索算法，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点。

[0091] 其中，第一预设数量为大于或等于2的正整数。主节点会基于直接搜索算法在掩模图案中选择N个像素点，直接搜索算法可以是线性调频变标(Chirp Scaling，CS)、广义模式搜索(generalised pattern search ，GPS)或网格自适应直接搜索 (mesh adaptive direct search，MADS)等算法，本申请实施例不做具体限制。

[0092] 这样就可以在后续进行掩模图案的优化时，利用直接搜索算法一次性改变至少两个像素点的像素值，以便于在后续一次计算多个像素点改变后的差异度，避免每次仅改变一个像素点的像素值再进行评估的缺陷，可以大大缩减一次对掩模图案上所有像素点的评估的耗时，从而提高掩模图案优化的效率。

[0093] 步骤302，根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合。

[0094] 详细请参见图2所示实施例的步骤202，在此不再赘述。

[0095] 可选地，为了节约掩模图案优化的通信成本，步骤302，根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，可以包括如下步骤3021至步骤3022：

[0096] 步骤3021，基于第一预设数量中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，对第一预设数量的像素点进行组合，获取多个像素点组合。

[0097] 其中，掩模图案为全息二元掩模版上的图案，每一个像素点组合均由第一预设数量的像素点构成。掩模图案中每一个像素点都会对应2个候选像素值。如果掩模图案时全息二元振幅掩模版上图案，则2个候选像素值可以是用于指示像素点所处位置的透光的振幅值（例如，0），以及用于像素点所处位置的不透光的振幅值（例如，1）；如果掩模图案时全息二元相位掩模版上图案，则2个候选像素值分别会是2个不同的相位值（例如，0以及π）。

[0098] 需要说明的是，全息二元相位掩模版中像素点的2个候选像素值除了0以及π以外，还可以是其他自行设置的候选像素值，例如，0以及π/2，或者π/2以及π等。全息二元振幅掩模版中像素点的2个候选像素值除了指示像素点所处位置的透光以及不透光外，还可以是其他自行设置的候选像素值，例如，指示像素点所处位置的半透光以及不透光等。

[0099] 主节点会基于选择N个像素点中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，按照一个像素点的像素值取一个候选像素值的规则，对N个像素点的进行组合，以遍历N个像素N点的像素值的所有取值可能，进而得到2个像素点组合。例如，当掩模图案时全息二元相位掩模版上图案，且N为2时，选取的2个像素点对应的2个候选像素值分别为0以及π，按照一个
2
像素点的像素值取0或π的规则，主节点会对2个像素点进行组合，可以得到2=4个像素点组合，分别是（0，0）、（0，π）、（π，0）以及（π，π）。

[0100] 步骤3022，根据每一个像素点组合中每一个像素点的像素值，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别确定每一个像素点组合中每一个像素点所处位置的状态的变化，并以二进制的形式表示变化，得到每一个像素点组合对应的元素组合。

[0101] 其中，初始像素值为更新之前的掩模图案中像素点的像素值。主节点在当前迭代周期内，从掩模图案中选择N个像素点时就会分别得到N个像素点的初始像素值，进而主节点会比较每一个像素点组合中每一个像素点所取的候选像素值与该像素点的初始像素值是否一致，如果一致则意味着该像素点所处位置的状态没有发生变化，如果不一致则意味着该像素点的像素值发生改变，该像素点所处位置的状态发生变化。主节点会以二进制的0表示像素点所处位置的状态不做改变（也即像素点的像素值不做改变），以二进制的1表示像素点所处位置的状态变为另一种状态（也即像素点的像素值变为另一种状态），若原来状态为透光（或相位为0）则变为不透光（或相位为π），若原来状态为不透光（或相位为π）变为透光（或相位为0）。进而将一个像素点组合中所有像素点所处位置的状态变化对应的二进制表示按像素点在像素点组合中排列的顺序组合到一起，得到一个包括N位二进制数，即为一个像素点组合对应的元素组合，每一个位二进制数仅为一个元素组合中的元素。

[0102] 例如，主节点随机选择掩模上N个像素点，则其像素值的取值有 2N种可能，若以二N‑1进制数进行表示，则所有的可能为 0 2 ，即000．．．000，000．．．001，．．．，111．．．111， 其~
中，0表示掩模图案中某位置像素点的像素值不做改变，1表示掩模图案中某位置像素点的像素值变为另一种状态。

[0103] 基于第一预设数量中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，对第一预设数量的像素点进行组合，获取多个像素点组合，实现在选取多个像素点后对像素点可能取值的所有情况的遍历。进而根据每一个像素点组合中每一个像素点的像素值，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别确定每一个像素点组合中每一个像素点所处位置的状态的变化，并以二进制的形式表示变化，得到每一个像素点组合对应的元素组合，从而得到二进制形式的元素组合，便于在后续给不同从节点传输数据时可以仅传输一个或多个二进制数，避免对多个像素点的像素值的传输，减小了通信压力从而节约通信成本。

[0104] 步骤303，将多个元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点，以便不同的从节点根据接收的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的从节点差异度。

[0105] 详细请参见图2所示实施例的步骤203，在此不再赘述。

[0106] 步骤304，根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度。

[0107] 详细请参见图2所示实施例的步骤204，在此不再赘述。

[0108] 可选地，步骤304，根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度，还可以包括：

[0109] 根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，得到一个更新后掩模图案；

[0110] 根据每一个更新后掩模图案中每一个像素点的像素值以及光的衍射规则，分别确定每一个更新后掩模图案对应的新的成像图案；

[0111] 根据每一个新的成像图案中每一个像素点的像素值，以及目标图案中每一个像素点的像素值，分别确定每一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度。

[0112] 主节点会根据存储的每一个元素组合中每一个元素是0还是1，确定每一个元素对应的像素点所处位置的状态是否发生改变，如果要发生改变就将该像素点在掩模图案中的初始像素值修改为可以指示该像素点所处位置的另一种状态的像素值，如果不发生改变就保持该像素点的初始像素值不变。进而得到一个更新后掩模图案。而后使用与从节点相同的掩模成像计算方法，根据每一个更新后掩模图案中每一个像素点的像素值以及光的衍射规则，分别确定每一个更新后掩模图案对应的新的成像图案。进而将每一个新的成像图案中每一个像素点的像素值，以及目标图案中每一个像素点的像素值分别代入到公式中计算每一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度。其中，lossi表示第i个元素组合对应的差异度， 表示新的成像图案中第j个像素点的像素值，i表示多个元素组合中的第i个元素组合，i的取值为0至N‑1，N为第一预设数量。

[0113] 基于存储的每一个元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，以得到不同元素组合对应的更新后掩模图案，从而确定每一个更新后掩模图案对应的新的成像图案，进而计算每一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度，实现了对自身存储的像素点不同取值可能的评估。

[0114] 可选地，主节点以及从节点每计算一个新的成像图案与目标图案之间的差异度时，都会将本次计算时涉及到的元素组合与本次计算得到的差异度进行关联存储，以便于后续获取最小差异度对应的元素组合。

[0115] 可选地，在元素组合的总个数与曝光设备中所有节点的个数一致时，主节点可以存储一个元素组合，并分别给每一个从节点都分发一个剩余的元素组合，以便所有节点都可以并行独立的计算一个元素组合对应的差异度，从而进一步加快掩模优化的效率。

[0116] 可选地，主节点也可以不存储元素组合转而将多个元素组合分别分发给至少两个从节点以使从节点进行后续差异度的计算，可以理解的是，此时曝光设备中除主节点外还应包括至少两个从节点，主节点除了不再进行差异度的计算外，其余执行步骤与主节点需要存储元素组合时的步骤相一致。当所有从节点的个数与元素组合的总个数一致时，主节点可以分别给每一个从节点都分发一个元素组合。

[0117] 例如，以成像图案与目标图案之间的损失为从节点差异度为例，当曝光设备中包N N N括2个从节点时，主节点选择N个像素点，得到2个元素组合后，可以将2个元素组合分别分N
发给2个从节点，从节点s在接收到元素组合后，独立负责其接收到的元素组合所对应的掩模图案中像素点的像素值的计算，得到对应像素点的像素值改变后的一个新的成像图案 Ei(m，n)，通过 Ei(m，n) 计算损失lossi，从节点将各自计算得到的损失lossi发送回主节N
点，其中，s表示2个从节点中的第s个从节点。

[0118] 通过以上步骤，可以同时实现掩模图案上 N 个像素点的评估，与传统的直接搜索算法相比，一次选择N个像素点，并在不同的节点上评估N个像素点不同的取值可能，使算法N的搜索空间由原来的 1 变为 2 ，进一步加速了收敛，提高了解的质量。原则上，若计算节点足够多，可以一步找到给定问题的全局最优解。

[0119] 步骤305，获取所有从节点反馈的从节点差异度。

[0120] 详细请参见图2所示实施例的步骤205，在此不再赘述。

[0121] 步骤306，根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内掩模图案的优化结果。

[0122] 详细请参见图2所示实施例的步骤206，在此不再赘述。

[0123] 可选地，步骤306，根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内掩模图案的优化结果，可以包括：

[0124] 从所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度中，选出数值最小的最小差异度，并将初始差异度的取值确定为最小差异度的取值；

[0125] 获取最小差异度对应的元素组合，并根据最小差异度对应的元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，将修改后的掩模图案确定为优化结果。

[0126] 主节点差异度和从节点差异度均可记为lossi，主节点会分别比较每一个lossi与loss0之间的大小，当比较到小于loss0的lossi时，就使loss0=lossi，直至所有lossi比较完毕，这样就可以找到数值最小的最小差异度lossmin，并得到loss0=lossmin的初始差异度。主节点会将最小差异度与自身计算的每一个差异度进行比较，以确定该最小差异度是否是主节点自身计算的差异度，如果是就读取最小差异度对应的元素组合，进而基于与步骤304相类似的过程修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，将修改后的掩模图案确定为优化结果。

[0127] 如果不是主节点自身计算的最小差异度，则主节点会将最小差异度发送至所有从节点，以便所有从节点确定该最小差异度是否为自身计算的损失，如果是就将主节点返回该最小差异度对应的元素组合。

[0128] 可以理解的是，当主节点自身没有存储元素组合不进行差异度计算时，主节点在接收到所有从节点反馈的差异度，并确定出最小差异度后，会直接将最小差异度发送至所有从节点。

[0129] 从所有节点差异度以及初始差异度中，选出数值最小的最小差异度，差异度最小意味着新的成像图案与目标图案越接近，从而可以将该新的成像图案对应的掩模图案作为优化结果。

[0130] 步骤307，将最小差异度对应的元素组合分发至不同的从节点，以便不同的从节点根据最小差异度对应的元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，更新自身存储的掩模图案。

[0131] 在主节点确定了当前迭代周期的优化结果后，还会将最小差异度对应的元素组合分发至曝光设备中所有的从节点，以便每一个从节点都可以根据最小差异度对应的元素组合中的元素，第一预设数量中每一个像素点的初始像素值及时更新自身存储的掩模图案，从而在主节点继续进行优化操作时，可以针对最近更新的掩模图案进行操作，保证掩模图案优化的准确性。

[0132] 步骤308，当确定优化结果不符合预设迭代优化条件时，将优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期；

[0133] 或者，当确定优化结果符合预设迭代优化条件时，停止优化操作。

[0134] 详细请参见图2所示实施例的步骤207，在此不再赘述。

[0135] 在本申请实施例中，主节点指示从节点独立地初始化自身存储的掩模图案和目标图案，并不会将初始化后的掩模图案和目标图案通过通信网络分发送给不同的从节点，避免高维数图案数据的传输，可以节约通信成本。在掩模图案优化时，利用直接搜索算法一次性改变至少两个像素点的像素值，并实现多个节点并行独立地进行差异度的计算，不仅可以避免每次仅改变一个像素点的像素值再进行评估的缺陷，还可以增加搜索空间，进提高解的质量，在大大缩减一次对掩模图案上所有像素点的评估的耗时的同时，可以找到更优解。而且在计算差异度时，主节点基于第一预设数量中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，对第一预设数量的像素点进行组合，获取多个像素点组合，实现在选取多个像素点后对像素点可能取值的所有情况的遍历。进而根据每一个像素点组合中每一个像素点的像素值，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别确定每一个像素点组合中每一个像素点所处位置的状态的变化，并以二进制的形式表示变化，得到每一个像素点组合对应的元素组合，从而得到二进制形式的元素组合，便于在后续给不同从节点传输数据时可以仅传输一个或多个二进制数，避免对多个像素点的像素值的传输，减小了通信压力从而节约通信成本。

[0136] 在一种应用场景中，以主节点不参与差异度计算，差异度为损失，掩模图案为全息二元振幅掩模版为例，在曝光设备中设置一个主节点及8个从节点，每个从节点可调用独立的图形处理器。掩模图案的优化流程可如下：

[0137] 步骤1、初始化掩模图案，使得掩模上某些区域透光，某些区域不透光，得到初始掩模图案。设置目标光场 ，其中A表示振幅，表示相位，表示虚部单位，从而完成对目标图案；

[0138] 步骤2、根据光的衍射规则，由初始化后的掩模图案中各个像素点的像素值H(i，j)计算初始掩模图案对应的成像图案，得到成像图案中各个像素点的像素值E（0 m，n），并计算初 始化 后 的 掩模 图 案 对应 的 成 像图 案 与 目 标图 案 之 间的 初 始 损 失；

[0139] 步骤3、主节点基于直接搜索算法随机选取掩模图案上的3个像素点：P(ip，jp)，Q(iq，jq)以及R(ir，jr)，则3个像素点对应8个元素组合，见表1：

[0140] 表1，像素点对应元素组合以及各从节点确定的损失

[0141]

[0142] 步骤4、主节点将以上8种需要评估的元素组合分别分发到从节点0至从节点7，每个从节点分别计算接收到元素组合对应的新的成像图案，并计算新的成像图案与目标图案之间的损失loss0至loss7计算完毕后，从节点将各自得到的损失发送给主节点；

[0143] 步骤5、主节点接收到各个从节点发送来的损失loss0至loss7后比较损失之间的大小，取最小损失lossmin所对应的元素组合，并据此对掩模图案上坐标值为(ip，jp)，(iq，jq)以及(ir，jr)的像素点的像素值进行更改，并将lossmin赋值给loss0，loss0=lossmin；

[0144] 步骤6、返回步骤3，选择下一轮需要评估的三个像素点，直到loss0不再下降或图像质量满足要求，输出最终优化的掩模图案数据（也即最终的优化结果）。

[0145] 通过以上步骤，可以同时实现掩模上 N 个像素点的评估，设掩模版像素总数为 M，则掩模上所有像素点均完成一次评估需要的计算次数约为 M/N，计算速度可以实现 N N倍加速，与此同时，与传统直接搜索法相比，搜索空间由原来的 1 变为 2 ，进一步加速了收敛，提高了解的质量。原则上，若计算节点足够多，可以一步找到给定问题的全局最优解。

[0146] 图4是本申请实施例中的一种掩模图案的优化方法的流程示意图，该方法用于曝光设备，曝光设备可以是图1所示的曝光设备，该方法由曝光设备中的从节点执行，从节点可以是图1中所示的任一个从节点120。该方法可以包括如下步骤：

[0147] 步骤401，在当前迭代周期内，接收主节点发送的每一个元素组合，确定掩模图案中被主节点选择的第一预设数量的像素点。

[0148] 主节点在发送元素组合时，会将元素组合中每一个元素对应的像素点坐标值也发送给从节点，从节点就可以根据坐标值确定掩模图案中被主节点选择的N个像素点。

[0149] 可选地，在接收主节点发送的每一个元素组合，确定掩模图案中被主节点选择的第一预设数量的像素点之前，从节点还会使用与主节点相同的初始化方法，分别初始化自身存储的掩模图案以及目标图案，具体初始化过程与主节点的初始化过程相类似，在此不做赘述。

[0150] 步骤402，根据接收的每一个元素组合中的元素以及所述掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的从节点差异度，并将确定的从节点差异度反馈给主节点。

[0151] 从节点确定一个新的成像图案与目标图案之间的差异度的过程与图3所示实施例中步骤304类似，在此不做赘述。

[0152] 步骤403，接收主节点发送的最小差异度对应的元素组合，根据最小差异度对应的元素组合中的元素，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，更新自身存储的掩模图案。

[0153] 从节点根据最小差异度对应的元素组合，更新自身存储的掩模图案的过程与图3所示实施例中步骤304中主节点修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值的过程类似，在此不做赘述。

[0154] 本申请实施例中，从节点在接收到主节点发送的元素组合会分别确定一个新的成像图案与所述目标图案之间的差异度，并将确定的差异度反馈给主节点，在接收主节点发送的最小差异度对应的元素组合后，从节点会独立更新自身存储的掩模图案，实现了从节点与主节点各自独立处理数据，以提高掩模图案的优化效率。

[0155] 图5是本申请实施例示出的一种掩模图案的优化装置的结构方框图。该掩模图案的优化装置应用于曝光设备，所述系统包括主节点以及至少一个从节点，每一个节点中均存储有目标图案以及掩模图案，所述装置由所述主节点执行，该掩模图案的优化装置包括：

[0156] 选择模块510，用于在当前迭代周期内，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点；

[0157] 翻转模块520，用于根据预设像素值翻转规则，翻转第一预设数量中每一个位置的像素点的像素值，得到多个元素组合，每个元素组合中的元素对应第一预设数量中不同像素点所处位置的状态；

[0158] 分发模块530，用于将多个元素组合中的部分元素组合分发至至少一个从节点，以便不同的从节点根据接收的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的从节点差异度，每一个新的成像图案皆基于一个元素组合中的元素以及掩模图案生成；

[0159] 第一确定模块540，用于根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素以及掩模图案，分别确定一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度；

[0160] 获取模块550，用于获取所有从节点反馈的从节点差异度；

[0161] 第二确定模块560，用于根据所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度，确定在当前迭代周期内掩模图案的优化结果，其中，初始差异度为更新之前的掩模图案在目标光源的照射下生成的成像图案与目标图案之间的差异度；

[0162] 第三确定模块570，用于当确定优化结果不符合预设迭代优化条件时，将优化结果作为下一迭代周期的掩模图案，并进入下一迭代周期；

[0163] 或者，当确定优化结果符合预设迭代优化条件时，停止优化操作。

[0164] 在一些可选的实施例中，翻转模块包括：

[0165] 组合单元，用于基于第一预设数量中每一个像素点分别对应的多个候选像素值，对第一预设数量的像素点进行组合，获取多个像素点组合，每一个像素点组合均由第一预设数量的像素点构成；

[0166] 第一确定单元，用于根据每一个像素点组合中每一个像素点的像素值，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别确定每一个像素点组合中每一个像素点所处位置的状态的变化，并以二进制的形式表示变化，得到每一个像素点组合对应的元素组合，初始像素值为更新之前的掩模图案中像素点的像素值。

[0167] 在一些可选的实施例中，第一确定模块包括：

[0168] 修改单元，用于根据主节点中存储的每一个元素组合中的元素，以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，分别修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，得到一个更新后掩模图案；

[0169] 第二确定单元，用于根据每一个更新后掩模图案中每一个像素点的像素值以及光的衍射规则，分别确定每一个更新后掩模图案对应的新的成像图案；

[0170] 第二确定单元，还用于根据每一个新的成像图案中每一个像素点的像素值，以及目标图案中每一个像素点的像素值，分别确定每一个新的成像图案与目标图案之间的主节点差异度。

[0171] 在一些可选的实施例中，第二确定模块包括：

[0172] 选择单元，用于从所有主节点差异度、所有从节点差异度以及初始差异度中，选出数值最小的最小差异度，并将初始差异度的取值确定为最小差异度的取值；

[0173] 获取单元，用于获取最小差异度对应的元素组合，并根据最小差异度对应的元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，修改掩模图案中第一预设数量的像素点的像素值，将修改后的掩模图案确定为优化结果。

[0174] 在一些可选的实施例中，分发模块，还用于将最小差异度对应的元素组合分发至不同的从节点，以便不同的从节点根据最小差异度对应的元素组合中的元素以及第一预设数量中每一个像素点的初始像素值，更新自身存储的掩模图案。

[0175] 在一些可选的实施例中，掩模图案的优化装置还包括：

[0176] 初始化模块，用于分别初始化掩模图案以及目标图案中每一个像素点的相位以及振幅；

[0177] 初始化模块，还用于确定从节点分别初始化自身存储的掩模图案以及目标图案中每一个像素点分别对应的相位以及振幅。

[0178] 在一些可选的实施例中，选择模块包括：

[0179] 选择单元，用于基于直接搜索算法，从掩模图案中选择第一预设数量的像素点，第一预设数量为大于或等于2的正整数。

[0180] 上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

[0181] 本实施例中的掩模图案的优化装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

[0182] 本申请实施例还提供又一种曝光设备，具有上述图5所示的掩模图案的优化装置。

[0183] 请参阅图6，图6是本申请可选实施例提供的又一种曝光设备的结构示意图，如图6所示，该曝光设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在曝光设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个曝光设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图6中以一个处理器10为例。

[0184] 处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。

[0185] 其中，所述存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使所述至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。

[0186] 存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据曝光设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该曝光设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

[0187] 存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。

[0188] 该曝光设备还包括通信接口30，用于该曝光设备与其他设备或通信网络通信。

[0189] 本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。

[0190] 虽然结合附图描述了本申请的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本申请的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。