1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
提出了一种快速的极紫外光刻像素化掩模优化方法。优化过程中采用改进的像素化快速厚掩模模型，根据掩模像素尺寸设置边界像素上点脉冲的大小。以双重边界演化方法为基础，在每轮优化时，根据当前光刻胶轮廓与目标图形轮廓的差异自适应地对优化变量进行初始化，利用先验信息生成初始个体和种群，从而提高优化效率。以一维线空图形和二维复杂图形为例进行了仿真验证，结果表明该方法有效提高了掩模成像仿真精度，两种二维掩模图形的优化效率得到明显提高。
光学学报
2022, 42(13): 1305002
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
光刻机是极大规模集成电路制造的核心装备，深紫外光刻机是用于先进技术节点芯片制造的主流光刻设备。光刻机的成像质量直接影响光刻机性能指标，是光刻机正常工作的前提。作为提高光刻成像质量的重要手段，计算光刻技术在光刻机软硬件不变的条件下，采用数学模型和软件算法对照明光源、掩模图形和工艺参数等进行优化，使目标图形高保真度地成像到硅片上。光刻成像模型是计算光刻技术的基础，成像模型仿真精度和速度的不断提高支撑了计算光刻技术的发展。结合本团队的研究工作，介绍了光刻成像模型的发展，总结了光学邻近效应修正技术、光源掩模优化技术和逆向光刻技术这三种主要计算光刻技术的研究进展。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922007
1 广东工业大学自动化学院, 广东 广州 510006
2 广西大学计算机电子信息学院, 广西 南宁 530004
提出一种面向光刻掩模优化框架基于半隐式离散化的数值技术方法,对框架中稳定时间相关模型中的扩散项、非扩散项分别进行隐式、显式的离散化 ,从而克服基于梯度下降的显式离散化方法中迭代步长受到抑制的稳定性约束要求。此外,选择对掩模图形的边缘与高频成分相对应的受监控像素点进行局部优化,而不是优化所有的掩模像素点,来降低计算复杂度。仿真结果显示,所提掩模优化算法在降低优化维度的同时提高了优化收敛效率。
成像系统 光刻 掩模优化 半隐式 水平集 光学临近校正
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心, 北京 100029
多参数联合优化是光刻分辨率增强技术的发展方向。提出了一种以光刻胶三维形貌差异为评价目标的光刻多参数联合优化方法。以多个深度位置的光刻胶图形误差为目标函数,对光源、掩模、投影物镜波前、离焦量和曝光剂量进行联合优化,提高了光刻胶图形三维形貌的质量。为获得较高的优化效率,采用自适应差分进化算法实现光源和掩模的优化,并针对其他参数的特点,采用不同优化方法进行优化。对密集线、含有交叉门的复杂掩模图形和静态随机存储器中的典型图形进行了仿真验证,可用焦深的最大值分别达到237 nm、115 nm 和144.8 nm,曝光宽容度的最大值分别达到18.5%、12.4%和16.4%。与基于空间像的光源掩模投影物镜联合优化技术相比,所提方法明显扩大了工艺窗口。
光学制造 光刻 分辨率增强技术 光源掩模优化 光刻胶
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
对极紫外光刻掩模的吸收层和多层膜分别建模, 将二者组合以实现对具有复杂图形分布的掩模衍射谱的快速精确仿真。对存在图形偏移的吸收层, 采用扩展的边界脉冲修正法进行仿真。对无缺陷及含缺陷的多层膜, 分别采用等效膜层法和基于单平面近似的方法进行仿真。采用等效膜层法修正单平面近似法中的平面镜反射系数, 提高了大角度(大于10°)入射下的含缺陷多层膜的仿真精度。采用张量积、矢量化并发计算提高了仿真速度。对无缺陷掩模的图形关键尺寸仿真表明, 改进方法与严格仿真的误差在0.4 nm以内, 仿真精度与速度均优于所对比的域分解方法。对含缺陷掩模, 改进方法可准确仿真图形关键尺寸随吸收层偏移的变化, 与严格仿真相比, 对周期为240 nm的掩模, 在0.6 nm仿真误差下, 仿真速度提升了150倍。
衍射 极紫外光刻 掩模衍射谱仿真 结构分解法 掩模优化 缺陷补偿
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室， 上海 201800
2 中国科学院大学， 北京 100049
提出了一种基于多染色体遗传算法(GA)的像素化光源掩模优化(SMO)方法。该方法使用多染色体遗传算法，实现了像素化光源和像素化掩模的联合优化。与采用矩形掩模优化的单染色体GASMO方法相比，多染色体GASMO方法具有更高的优化自由度，可以获得更优的光刻成像质量和更快的优化收敛速度。典型逻辑图形的仿真实验表明，多染色体方法得到的最优光源和最优掩模的适应度值比单染色体方法小7.6%，提高了光刻成像质量。仿真实验还表明，多染色体方法仅需132代进化即可得到适应度值为5200的最优解，比单染色体方法少127代，加快了优化收敛速度。
成像系统 光学制造 光刻 光源掩模优化 分辨率增强技术 遗传算法 多染色体
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种基于动态适应度函数的光刻机光源掩模优化方法(SMO)。动态适应度函数方法在遗传算法优化过程中采用动态适应度函数模拟真实光刻工艺条件误差对光刻结果的影响，得到对光刻工艺条件误差不敏感的优化光源和优化掩模。该方法无需优化权重系数，即可获得与权重优化后的加权适应度函数方法相近的工艺宽容度。典型逻辑图形的仿真实验表明，曝光剂量误差为15%时，动态适应度函数方法得到的优化光源和优化掩模的可用焦深达到200 nm，与加权适应度函数方法的优化效果相当。动态适应度函数方法也可用于降低SMO 的优化光源和掩模对其他工艺条件误差如彗差的敏感度。
光学设计 光刻 光源掩模优化 分辨率增强技术 遗传算法 适应度函数
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所,强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
随着光刻胶厚度的不断增大,制作的光刻图形畸变愈发严重,这极大的影响了微结构器件的性能与应用.针对高深宽比柱状微结构在光刻胶厚度方向上畸变的特点,提出了双面曝光和亮衬线、灰阶掩模相结合的办法,利用遗传算法对失真影响最大的区域进行搜索,光刻胶内部各层的衍射光场分布作为评价函数,对光刻过程引起的畸变进行优化.仿真结果显示,优化后光刻胶各层面型质量得到极大的改善,特征尺寸和边墙角等参数与理论值吻合得更好.优化算法具有很好的灵活性,因此在用于更厚光刻胶、更复杂掩模图形的优化上,具有重要的指导意义.
光刻 光学邻近效应 掩模优化 厚胶 遗传算法 lithography optical proximity effect mask optimization thick resist genetic algorithm 强激光与粒子束
2015, 27(7): 074104
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种基于粒子群优化算法的光刻机光源优化方法.将光源信息编码为粒子,利用图形误差作为评价函数,通过更新粒子的速度与位置信息不断迭代优化光源图形.对周期接触孔阵列和含有交叉门的复杂掩模图形的仿真验证表明,两者的图形误差分别降低了66.1%和27.3%,有效提高了光刻成像质量.与基于遗传算法的光源优化方法相比,该方法具有更快的收敛速度.另外,还研究了像差和离焦对本方法稳健性的影响.
光学制造 光刻 分辨率增强技术 光源掩模优化 光源优化 粒子群优化
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出一种基于二次规划的光刻机光源优化方法。采用空间像与目标像的图形误差为目标函数，根据空间像强度与不同位置的点光源之间的线性关系，将光源优化转换成二次规划问题。将掩模图形区域分成限制区域和比较区域，对限制区域应用约束条件，对比较区域采用目标函数优化。采用一维孤立空图形和二维接触孔阵列图形对该方法进行验证，分析光刻胶阈值和离焦量对优化结果的影响。仿真表明，提出的光源优化方法获得了光源的全局最优解，提高了光刻成像质量，增大了工艺窗口。
光学设计 光刻 分辨率增强 光源掩模优化 光源优化 二次规划 全局最优解 光学学报
2014, 34(10): 1022004
