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极紫外光刻快速掩模优化方法

光学学报 2022年第13期42卷 25-34页

作者：张子南李思坤王向朝成维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 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... 详细信息

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。

关键词：衍射极紫外光刻厚掩模模型掩模优化

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厚胶接近式光刻中掩模优化研究（英文）

强激光与粒子束 2015年第7期27卷 203-208页

作者：何骏刘世杰王斌郭猛王岳亮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 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... 详细信息

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。

关键词：光刻光学邻近效应掩模优化厚胶遗传算法

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基于半隐式离散化的局部水平集掩模优化

光学学报 2021年第9期41卷 88-95页

作者：沈逸江王小朋周延周张振荣广东工业大学自动化学院广东广州510006 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... 详细信息

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。

关键词：成像系统光刻掩模优化半隐式水平集光学临近校正

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基于深度学习的端到端掩模优化任务

重庆工商大学学报(自然科学版) 2023年

作者：汤府鑫徐辉安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽理工大学人工智能学院

【目的】随着工艺的不断进步，由于光刻系统与不断缩小的特征尺寸之间的不匹配，实际形成的光刻图案相对于掩模版上的图案发生严重畸变，这使得掩模优化在集成电路设计流程中变得越来越重要。在提高掩模的可印刷性方面，光学邻近矫正是... 详细信息

【目的】随着工艺的不断进步，由于光刻系统与不断缩小的特征尺寸之间的不匹配，实际形成的光刻图案相对于掩模版上的图案发生严重畸变，这使得掩模优化在集成电路设计流程中变得越来越重要。在提高掩模的可印刷性方面，光学邻近矫正是一种广泛采用的分辨率增强技术。然而，传统的光学邻近校正方法存在大量的计算开销和掩模可印刷性较差的问题。【方法】为了提高掩模优化的性能，提出了一个基于深度学习的端到端掩模优化框架TransU-ILT。该框架使用CNN-Transformer的混合模型作为特征提取模块来提取目标布局的深度特征，在特征重构模块中加入像素重组层来重构掩模。此外，在训练过程中，加入深度监督机制来提高对布局图案特征的提取精度，从而进一步提高掩模的可印刷性。【结果】实验定量结果表明，与最先进的方法相比，所提出的框架可以实现4倍的周转时间加速，在平方L2误差和工艺变化带指标方面分别降低了13.4%和4.3%，且框架生成的掩模的晶圆图案边缘更加平滑，更接近目标布局。【结论】TransU-ILT在时间性能和掩模可印刷性方面总体上都优于对比的先进方法，可以为掩模优化方法提供一种有效的解决方案。

关键词：掩模优化光学邻近校正深度学习计算光刻

基于遗传算法的接近式紫外光刻中掩模补偿优化研究

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系统仿真学报 2008年第17期20卷 4601-4604页

作者：李晓光沈连婠李木军郑津津张四海中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230027 中国科学技术大学计算机科学技术系合肥230027

针对接近式紫外光刻图形转移中的曝光形状失真问题,基于补偿思想,应用遗传算法,在引起衍射的掩模特征处,通过调整其形状,实现了光刻胶表面的衍射光场调制。根据光刻曝光轮廓特点,设计评价策略,提出一种分段分类的思想,减小了问题的求解... 详细信息

针对接近式紫外光刻图形转移中的曝光形状失真问题,基于补偿思想,应用遗传算法,在引起衍射的掩模特征处,通过调整其形状,实现了光刻胶表面的衍射光场调制。根据光刻曝光轮廓特点,设计评价策略,提出一种分段分类的思想,减小了问题的求解空间,快速优化了掩模设计图形。仿真结果表明优化补偿后的掩模图形降低了衍射造成的曝光图形的形状失真程度。该研究为如何提高接近式紫外光刻精度提供了一种新的思路。

关键词：接近式光刻遗传算法掩模优化掩模 UV-LIGA

用于波像差检测的二元光栅掩模标记优化方法研究

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用于波像差检测的二元光栅掩模标记优化方法研究

作者：王丽娟华中科技大学

学位级别：硕士

光刻机投影物镜波像差是影响步进扫描投影光刻机性能的重要指标。随着数值孔径逐渐增大,为保证成像质量,要求投影物镜波像差足够小,因此对投影物镜波像差检测精度提出了更高的要求。二元光栅掩模标记具有容易制造且成本较低等优点,在波... 详细信息

光刻机投影物镜波像差是影响步进扫描投影光刻机性能的重要指标。随着数值孔径逐渐增大,为保证成像质量,要求投影物镜波像差足够小,因此对投影物镜波像差检测精度提出了更高的要求。二元光栅掩模标记具有容易制造且成本较低等优点,在波像差在线检测方法中获得了广泛使用;而一套对波像差灵敏的二元光栅掩模标记可以降低在线检测的误差传播率,从而提高波像差检测的精度。本学位论文以此为研究背景,重点研究了面向波像差检测的二元光栅掩模标记优化方法。利用部分相干成像的基本原理及波像差理论,通过比较完全相干成像和部分相干成像正向模型,并结合波像差Zernike系数逆求算法,提出两种情况下波像差在线检测技术的一般原理及对应检测流程。基于误差传播原理和灵敏度分析方法,对交叉传递函数和空间像进行了波像差灵敏度分析;并提出二元光栅掩模标记优化的目标函数。以完全相干成像情况下的二元光栅掩模优化为例,分析比较了约束优化问题的直接解法和间接解法,选择了合适的优化方法,并给出了用直接解法对部分相干成像情况进行二元光栅掩模进行优化的结果。运用Matlab及Prolith仿真软件,分别在完全相干照明情况下及部分相干照明情况下,分析并比较优化后二元光栅掩模组与随机选取掩模组用于波像差在线检测时的精度。仿真结果表明,掩模优化后其对应的检测方法精度提高了近10倍,再一次验证了用于波像差检测二元光栅掩模优化的必要性、可行性及实用性。上述研究在控制光刻机成像质量、光刻分辨率及特征尺寸均匀性等方面具有广阔的应用前景。

关键词：波像差在线检测采样方案二元光栅掩模优化

基于改进型结构分解的极紫外光刻掩模衍射谱快速仿真方法

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光学学报 2018年第1期38卷 29-39页

作者：张恒李思坤王向朝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 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... 详细信息

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0.4nm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240nm的掩模,在0.6nm仿真误差下,仿真速度提升了150倍。

关键词：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

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基于改进粒子群算法的数字光刻成像研究

基于改进粒子群算法的数字光刻成像研究

作者：张良南昌航空大学

学位级别：硕士

集成电路是当今智能化产业的基础,而光刻技术是集成电路发展的主要推动力。相较于传统的掩模光刻技术,数字光刻技术具有灵活、速度快、无需物理掩模等优点。然而,由于光学邻近效应的存在,掩模图形投影到硅片上时会出现畸变,造成掩模失... 详细信息

集成电路是当今智能化产业的基础,而光刻技术是集成电路发展的主要推动力。相较于传统的掩模光刻技术,数字光刻技术具有灵活、速度快、无需物理掩模等优点。然而,由于光学邻近效应的存在,掩模图形投影到硅片上时会出现畸变,造成掩模失真。本文围绕提高数字光刻质量进行了深入研究,主要内容如下:(1)研究基于像素的数字光刻成像方法。为了提高数字光刻的质量,我们就必须找出更好的掩模。运用传统的成像算法,不仅计算复杂、成像精度低,并且传统的成像算法把掩模作为整体进行优化,不利于分析每个像素对光刻成像的影响。基于像素的数字光刻技术使用聚焦光学器件投影图像,因此单个像素的强度分布可以被认为是一个点扩散函数,其可以由高斯分布描述。通过仿真实验,证明了该算法具有更快的成像速度和更高的成像精度。(2)提出了一种基于双重循环增加粒子多样性的改进粒子群算法。粒子群算法具有收敛快、易实现的优点。但是,传统的粒子群算法对于复杂的问题很有可能会陷入局部极值,从而导致过早收敛,无法获得最优解,而导致陷入局部极值的主要原因之一是算法后期粒子多样性的缺失,为了避免陷入局部极值,我们设置两重循环来增加粒子的多样性。第一重循环控制粒子群重新初始化的次数,以此来增加粒子群的多样性,相应的扩大搜索范围;第二重循环控制每次粒子群更新之后的粒子的更新次数。将改进的粒子群算法与其它几种粒子群算法在多个测试函数上进行了实验对比,结果证明该算法具有更好的优化性能。(3)利用改进的粒子群算法对数字光刻掩模进行优化。由于基于像素的数字光刻成像算法会使与照明图像无关的像素也获得光强,进而会导致成像图形边缘比较模糊。基于此,本文对掩模上像素灰度值进行优化。利用改进的粒子群算法先对灰度因子进行初始化,将其作为当前全局最优。其次对灰度因子进行更新,并将成像结果与原始掩模进行对比,若图形误差小于当前全局最优对应的图形误差,则全局最优更新,否则保持不变,通过不断迭代,最终找到合适的灰度因子,从而改变成像图像光强分布,提高成像质量。最后对其在不同的掩模图形上进行了实验,证明了算法的优化性能。

关键词：数字光刻图形失真掩模优化改进的粒子群算法成像算法

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改进灰狼算法提高数字光刻图像质量的研究

长春理工大学学报（自然科学版） 2022年第6期45卷 59-66页

作者：杨成刘红王英志胡俊长春理工大学光电工程学院长春130022 长春理工大学电子信息工程学院长春130022

图像失真问题是数字光刻系统中很重要的问题,为了优化数字光刻图形质量提出了一种改进的灰狼优化算法(FGWO)。采用图形保真度作为适应度函数,掩模图案中的像素被用作灰狼个体,然后以狼群团体合作狩猎机制使掩模图形得到优化。对两种不... 详细信息

图像失真问题是数字光刻系统中很重要的问题,为了优化数字光刻图形质量提出了一种改进的灰狼优化算法(FGWO)。采用图形保真度作为适应度函数,掩模图案中的像素被用作灰狼个体,然后以狼群团体合作狩猎机制使掩模图形得到优化。对两种不同复杂度的数字掩模图形的仿真验证表明FGWO算法相比SFL-GWO算法和LGWO算法,图像误差分别降低了82.46%、76.74%和81.46%、75.03%。通过实验结果可以看出,同一实验环境下,FGWO算法优化后掩模光刻图形质量较之SFL-GWO算法和LGWO算法得到了很大的改善。

关键词：图像失真问题掩模优化改进灰狼优化算法