本发明属于反演光刻、光学邻近效应校正、计算光刻，具体涉及一种基于带宽感知的快速反演光刻方法及系统。
背景技术：
1、光刻过程是当前集成电路制造的重要环节。光刻使用光波为载体，将掩模上的电子线路图案转移到像方晶圆上，呈现为按预定比例缩小的光强分布，对光刻胶进行曝光。在光刻胶显影后，形成版图的三维光刻胶轮廓，然后通过刻蚀将设计图案转移到硅片。由于先进节点中掩模的关键尺寸(critical dimension，简称cd)逐渐变小，光波的衍射效应非常明显，导致掩模在晶圆上成像的光学邻近效应也愈发严重，这使得光刻图形产生严重的畸变，导致无法实现预期的集成电路设计的功能。
2、反演光刻技术(inverse lithography technology，简称ilt)旨在改善光刻时产生的成像质量，将掩模视为像素图，通过优化掩模的全体像素的透过率(对于深紫外光刻掩模而言)或反射率(对于极紫外光刻掩模而言)来预畸变掩模图案，从而补偿成像时产生的光刻误差，同时可获得比传统光学邻近效应校正(optical proximity correction，简称opc)方法更大的光刻工艺窗口。
3、虽然ilt技术可以提供具有高成像保真度的掩模方案，但其在优化过程需要不断计算成本函数相对于大量掩模像素的梯度(以下简称“成本梯度”)，该计算步骤的时间复杂度以o(nlogn)量级(其中n是计算的掩模像素数)超线性增长。因此，在大规模集成电路版图校正中，ilt解决方案由于运行时间过长，而难以投入实际应用。
4、此外，采用梯度下降的ilt优化算法具有线性的收敛速率，导致ilt掩模在优化时需要大量的迭代次数，进一步限制了ilt解决方案的运行效率。另一方面，虽然牛顿类算法具有二次收敛速率，有助于减少ilt迭代次数，但该类算法需要在每个迭代步中计算成本函数的二阶导数(即海森矩阵)，引入了大量额外的计算开销，不利于缩短ilt运行时间。
5、综上，有必要发明一种快速、准确、低运算复杂度的成本梯度计算方法及系统，同时提供一种收敛速率快、计算开销少的优化方法及系统，协同改善ilt解决方案的运行效率，解决ilt技术在大规模集成电路版图校正中的应用难题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于带宽感知的快速反演光刻方法及系统。
2、一种快速反演光刻方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：确定成本函数；
4、步骤s2：确定成本函数对于ilt掩模的成本梯度，成本梯度表示成本函数在掩模变量空间中变化最快的方向；
5、步骤s3：根据成本梯度确定ilt掩模在掩模空间中的最佳迭代路径；
6、步骤s4：通过反复执行步骤s3进行迭代，逼近成本函数的最优解，从而获得最终的ilt掩模图形。
7、较佳的，所述确定成本函数的方法为：
8、将光刻成像的图形误差、边缘放置误差、归一化图像对数斜率、掩模误差增强因子、工艺窗口中的一个设定为所述成本函数或成本函数的一部分。
9、较佳的，确定成本函数对于ilt掩模的成本梯度的方法为：
10、将成本函数表示成光刻图形的函数，光刻图形是空间像的函数，从而将成本函数计算为空间像的函数；确定成本函数相对于掩模的梯度函数时，先确定成本函数相对于空间像的导数，然后确定空间像相对于ilt掩模的导数；然后将两部分导数相乘确定成本函数对于掩模的成本梯度。
11、较佳的，成本函数中的光刻图形根据光刻系统的前向成像模型进行计算；光刻系统的前向成像模型可以表述为空间像模型和光刻胶模型的级联模型。
12、较佳的，确定成本函数对于ilt掩模的成本梯度时，基于所使用的光刻光源和投影物镜参数，确定连续成本梯度函数的有效带宽，继而确定连续成本梯度函数的奈奎斯特抽样间隔，即成本梯度允许的最大抽样间隔；在ilt优化过程中，所述成本梯度是在稀疏的奈奎斯特网格上进行计算。
13、较佳的，计算成本梯度时预先确定的晶圆上所形成的光刻空间像，以及不同相干光源对应的晶圆复振幅分布，根据光刻成像系统的带宽受限特性，所述成本梯度在稀疏的奈奎斯特网格上进行计算。
14、较佳的，所述稀疏采样的成本梯度和光刻空间像在ilt算法需要时，通过插值算法升采样获得高采样频率的成本梯度或光刻空间像。
15、较佳的，所述步骤s3中根据成本梯度确定ilt掩模在掩模空间中的最佳迭代路径的方法包括：
16、每次迭代的优化方向由以下两部分矢量合成得到：第一部分是沿着上一步的迭代优化方向即为动量方向，前进一定步长；第二部分是在动量方向的前瞻位置所确定的成本梯度上，前进设定步长。
17、较佳的，所述动量方向的前瞻位置所确定的成本梯度在稀疏的奈奎斯特网格上进行计算。
18、较佳的，在迭代过程中，迭代的终止条件为迭代次数达到设定上限值或者成本函数值小于给定的误差界限。
19、本发明具有如下有益效果：
20、本发明提供一种基于带宽感知的快速反演光刻方法，通过分析光刻成像系统的带宽受限特性，对成本函数的梯度进行稀疏采样，从而减少ilt优化的计算冗余，降低ilt算法每次迭代的计算复杂度，优化ilt的算法效率；
21、其中，采用了ilt掩模高效迭代路径的方法，每次迭代在上次迭代方向的基础上继续前进，然后在前瞻位置计算成本梯度，从而获取本次迭代的优化方向。在不增加计算复杂度的前提下，该方法有助于加快ilt优化的收敛速率，进一步提升ilt算法的效率；
22、综上所述，本发明针对ilt算法，设计了一条能够快速、平稳迭代至ilt成本函数全局最优点(或满意的局部最优点)的路径。同时，通过消除ilt算法运行时的冗余计算，降低了计算复杂度。综合上述方法，可以提高ilt算法的运行效率，加快大规模集成电路版图的ilt掩模的求解速度。
1.一种快速反演光刻方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，所述确定成本函数的方法为：
3.如权利要求1所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，确定成本函数对于ilt掩模的成本梯度的方法为：
4.如权利要求3所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，成本函数中的光刻图形根据光刻系统的前向成像模型进行计算；光刻系统的前向成像模型可以表述为空间像模型和光刻胶模型的级联模型。
5.如权利要求3所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，确定成本函数对于ilt掩模的成本梯度时，基于所使用的光刻光源和投影物镜参数，确定连续成本梯度函数的有效带宽，继而确定连续成本梯度函数的奈奎斯特抽样间隔，即成本梯度允许的最大抽样间隔；在ilt优化过程中，所述成本梯度是在稀疏的奈奎斯特网格上进行计算。
6.如权利要求3所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，计算成本梯度时预先确定的晶圆上所形成的光刻空间像，以及不同相干光源对应的晶圆复振幅分布，根据光刻成像系统的带宽受限特性，所述成本梯度在稀疏的奈奎斯特网格上进行计算。
7.如权利要求5或6所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，所述稀疏采样的成本梯度和光刻空间像在ilt算法需要时，通过插值算法升采样获得高采样频率的成本梯度或光刻空间像。
8.如权利要求1所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，所述步骤s3中根据成本梯度确定ilt掩模在掩模空间中的最佳迭代路径的方法包括：
9.如权利要求8所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，所述动量方向的前瞻位置所确定的成本梯度在稀疏的奈奎斯特网格上进行计算。
10.如权利要求1-9所述的一种快速反演光刻方法，其特征在于，在迭代过程中，迭代的终止条件为迭代次数达到设定上限值或者成本函数值小于给定的误差界限。
