光刻仿真軟件的案例
紫外光刻鏡頭設計 | SYNOPSYS 光學設計軟件第77課
一.光刻技術簡介
光刻是在集成電路制造過程中非常重要的步驟，是制造芯片的核心設備。
芯片的復雜細微三維結構就是通過光刻機把掩膜的圖形轉印到光刻膠上，再通過刻蝕工藝轉移到硅片上。
二.光刻鏡頭的概述
整個集成電路制造過程中，光刻的步驟需要重復幾十次。
光刻技術水平限制了集成電路性能提升和關鍵尺寸的進一步減小。
光刻工藝的核心是對準和曝光，都是通過光刻鏡頭實現的。
光刻鏡頭的功能原理和投影物鏡是相似的，但是設計難度和成像質量要求比普通投影物鏡高得多。紫外光刻鏡頭的作用是將投射光源產生的光場聚焦到光刻膠層上，并保持所需的分辨率和圖形質量。這些鏡頭通常使用紫外光源（波長通常在250至450納米之間），因為紫外光的短波長使得能夠獲得更高的分辨率。
紫外光刻鏡頭的主要特點包括：
1.高分辨率：紫外光的短波長使得光刻圖案可以獲得更高的分辨率，從而實現更小尺寸的芯片結構。
2.平面波前：紫外光刻鏡頭需要保持圖案的平面波前，以確保圖案的投影在整個芯片表面上都是均勻的。
3.大視場：紫外光刻鏡頭通常需要具有較大的視場，以便在單次曝光中覆蓋整個芯片區域。
4.低畸變：鏡頭設計需要盡可能減小像差和畸變，以確保投影的圖案保持形狀和精確度。
三．透射式光刻物鏡：
SYNOPSYS 的 DSEARCH 功能可以直接從零開始搜索初始結構。
由于光刻物鏡的鏡片數非常多，可以通過搜索前后兩部分的結構，再通過拼接優化的方式進行設計。
這是光刻鏡頭的前半部分以及搜索的 DSEARCH 文件，輸入的參數包括物方系統定義、元件數、F數、總長、后焦、材料、邊界條件等。搜索這樣一個11片全新的鏡頭所需要的時間不到5分鐘。
展開 反射式光刻物鏡設計 | SYNOPSYS 光學設計軟件第79課
一．概述
隨著光刻分辨率的不斷提高，光學光刻機中采用的投影物鏡結構型式經歷了演變和篩選過程。在早期的低分辨率光刻機中，全反射型、全折射型、折反射型多種結構型式并存：在目前的高分辨率光刻機中，全折射式結構型式是主流。
與全折射式結構型式相比，折反射式結構的投影物鏡具有許多優越的光學性能，但其在光刻機中的真正使用尚需克服許多技術問題。在現代高分辨率光學光刻機中，投影物鏡的結構型式大致分為兩類：全折射型和折反射型。
全折射型投影物鏡是指只含有透鏡的投影物鏡，而折反射型投影物鏡則是同時含有透鏡和反射鏡的投影物鏡。
二．SYNOPSYS自由曲面設計功能
受限于EUV（極紫外光）使用的波長為13.5nm，由于該波段的光幾乎沒有光學材料可以透過，因此為了使用更短的波長，此類光刻物鏡只能采用完全反射式進行設計。
SYNOPSYS的自由曲面設計功能可以非常方便快捷地設計自由曲面反射式光學系統。
只需要輸入每個反射鏡的初始位置、形狀，以及系統的物方參數和像方要求，此功能會自動生成對應的優化文件和初始結構。
宏文件和鏡頭文件
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三.反射式光刻物鏡優化結果
得到優化的宏文件
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調整優化宏，進一步優化反射鏡的形狀以達到更好的成像質量。額外的質量要求都可以在優化文件內按需要增加或調整。
對應鏡頭文件
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軟件自動優化功能，會自動將反射鏡的位置優化匹配到不會影響光線軌跡的情況。
展開 大視場光刻照度均勻性不足？OAS軟件精準優化解難題
</p><p class="ql-align-justify"><br></p><figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202602/attachment/6f37a0acc92e43c3a4f8deb1f46e4e27.png" style="display: inline-block;"><img src="https://img.jishulink.com/202602/attachment/6f37a0acc92e43c3a4f8deb1f46e4e27.png"></figure></figure><p><br></p><p class="ql-align-center">光刻鏡頭</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>總結</strong></p><p class="ql-align-justify">本案例通過 OAS 光學軟件的跨尺度仿真、光機一體化建模與多目標優化功能，成功突破傳統光刻鏡頭的像差校正與量產一致性瓶頸。相較于傳統設計流程，OAS 的高精度仿真能力將研發周期縮短，像質合格率提升，驗證了方案的可靠性。該方案為先進制程光刻鏡頭的研發提供了高效、精準的技術支撐，助力半導體設備光學性能升級。</p><p><br></p>
展開 基于VirtualLab Fusion的原子光刻基片定位方案的光學系統仿真
張寶武1，霍劍鋒1，饒鵬輝2，張明月1，劉媛媛1，余桂英1，王道檔1
（1.中國計量大學計量測試工程學院，浙江 杭州310018； 2.訊技光電科技（上海）有限公司，上海200092）
摘要：為了探究原子光刻中基片與會聚激光場間距對沉積納米光柵質量的影響，我們基于VirtualLab Fusion平臺實現了基片定位控制方案中光學系統的建模和仿真。結果顯示：基片在切割會聚激光時將產生直邊衍射圖像，其輪廓形狀和最大值都會隨著基片切割激光截面區域大小的變化而變化：虛擬光電探測器上所得到的反射光強度值將隨著基片－會聚激光間距的變化給出了倒置的高斯線型，其最低點出現在基片中心和會聚激光場軸線重合時的位置上。當會聚激光場截面恰好被基片阻擋一半時，探測處的強度值降至45.5%。這種光強隨基片位置的變化情況為精確地定位基片位置提供了理論支撐。
關鍵詞：原子光刻；鉻原子；會聚激光；VirtualLab Fusion平臺
納米科技的快速發展，迫切需要相關檢測儀器具有量值溯源的特性，以保證加工對象的精度和成品率．現在開發出來的計量型納米測量儀器有如下原因而不能滿足現場或者一般實驗室快速 溯源檢測的要求。１）設計復雜，價格昂貴，工作環境要求苛刻；2）只能建立在國家級計量院所
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光刻技術第17期 | 壓縮感知光源優化的仿真對比分析
01/簡介
當前，壓縮感知光源優化的仿真技術已實現標準化與精準化雙重突破，為技術落地奠定堅實基礎。仿真條件層面，通過構建統一的光源參數基準、掩模圖形庫及光學成像模型，建立了可復現的標準化仿真環境，解決了傳統仿真中參數離散導致的對比誤差問題。
接下來以豎直線條為目標圖形進行仿真分析，對比分析在不同變量下曝光圖像的情況。
02/仿真條件
目標圖形：豎直線條（CD=45nm，占空比1:1）、水平條塊。
光刻參數：波長193nm，NA=1.2，浸沒介質折射率1.44，掩模尺寸4020nm×4020nm（201×201像素），光源41×41像素。
曝光圖像的計算公式：
Print Image = Γ（Inorm-tr）
其中Inorm=I/Qsum為歸一化空間像，Γ（x）為硬判決函數，tr為光刻膠閾值。使用歸一化的空間像計算曝光圖像，因為光刻膠閾值是通過假設的單位曝光劑量來選擇的。
03/仿真結果對比
光源與成像效果：（硅片采樣像素數）時的優化后光源、焦面/離焦面成像，表明CS-SO可實現清晰成像。
M為硅片上隨機選擇的采樣像素的數量。
不同M下針對豎直線條圖形CS-SO方法獲得的SO結果及曝光圖像
不同M下針對豎直線條圖形CG-SO方法獲得的SO結果及曝光圖像
結論：
? CS方法可以獲得更簡單合理的光源圖形及其強度分布。
? 優化的光源圖形隨采樣像素的數量而變化，選取較多的采樣像素優化的光源進行成像后，PAE相對較低；選取較少的采樣像素優化后，最后成像的 PAE 較高。
展開 基于VirtualLab Fusion的原子光刻基片定位方案的光學系統仿真
摘要：為了探究原子光刻中基片與會聚激光場間距對沉積納米光柵質量的影響，我們基于VirtualLab Fusion平臺實現了基片定位控制方案中光學系統的建模和仿真。結果顯示：基片在切割會聚激光時將產生直邊衍射圖像，其輪廓形狀和最大值都會隨著基片切割激光截面區域大小的變化而變化：虛擬光電探測器上所得到的反射光強度值將隨著基片－會聚激光間距的變化給出了倒置的高斯線型，其最低點出現在基片中心和會聚激光場軸線重合時的位置上。當會聚激光場截面恰好被基片阻擋一半時，探測處的強度值降至45.5%。這種光強隨基片位置的變化情況為精確地定位基片位置提供了理論支撐。
關鍵詞：原子光刻；鉻原子；會聚激光；VirtualLab Fusion平臺
納米科技的快速發展，迫切需要相關檢測儀器具有量值溯源的特性，以保證加工對象的精度和成品率．現在開發出來的計量型納米測量儀器有如下原因而不能滿足現場或者一般實驗室快速 溯源檢測的要求。１）設計復雜，價格昂貴，工作環境要求苛刻；2）只能建立在國家級計量院所
展開 仿真研究推進納米光刻工藝的升級，助力計算機芯片制造
控制器發出的脈沖信號可以控制光學系統中的各類光刻參數，并通過加工系統中的線性移動臺接收來自控制器的控制信號，對等離子飛行頭的位置進行精確控制。在控制器的協調控制下，等離子飛行頭可以在光刻膠表面穩定飛行。通過光學系統和加工系統完美的配合，從而實現高精度的納米光刻加工。
圖1.旋轉式近場光刻技術原理圖。在主軸高速運轉的條件下，光刻頭可以在光刻膠表面穩定飛行。
在旋轉式近場光刻技術的研發過程中，研究團隊所面對的主要設計難點是如何實現等離子飛行頭在 5~50 納米的高度范圍內穩定飛行。傳統的方法是先制作出物理樣機，然后通過反復的迭代測試對飛行頭的設計進行修改。這種物理試驗不僅需要制作大量成本高昂的樣機，而且也很難直觀地在納米量級對飛行過程進行研究。因此，研究人員采用了 COMSOL Multiphysics? 軟件來模擬等離子飛行頭的飛行過程。
在 COMSOL 軟件中模擬飛行頭的飛行過程
COMSOL Multiphysics? 強大的數值模擬功能在近場光刻系統的設計過程中發揮著重要的作用。軟件的自定義方程功能，使計算過程和軟件結果處理具有高度的靈活性，為等離子飛行頭飛行過程的研究工作提供了極大的便利。
影響飛行頭穩定性的因素有很多，其中重要的參數包括飛行頭表面的氣體壓力、與盤片間的接觸力以及范德華力（又稱分子間作用力）。由于飛行頭與盤面的距離僅有幾納米到幾十納米，飛行頭周邊的氣體也十分稀薄，因此需要研究人員建立一個飛行頭在稀薄氣體中飛行的物理模型，用于研究氣體對飛行頭的潤滑作用，以及不同飛行參數對飛行平穩性的影響。為了在模型的求解過程中，實現求解精度和求解規模的良好平衡，模型采用了 COMSOL 軟件的自適應網格剖分功能（圖 2）。
展開 光刻技術第14期 | 矢量SMO數值計算與分析-考慮PW的仿真結果
01/簡介
為驗證矢量HSMO技術對工藝窗口（PW）的優化效果，采用考慮離焦的像質評價函數
02/仿真條件
以AttPSM為例，對比HSMO（聯合優化光源+掩模）與OPC（僅優化掩模，光源不變）技術。仿真目標圖形包括一維孤立線條（占空比1:4，CD=45nm）、一維半密集線條（占空比1:2，CD=45nm）、二維密集接觸孔（占空比1:1，CD=60nm）。
仿真采用193nm浸沒式光刻系統，取有限掩模區域仿真，孤立線條、半密集線條、密集接觸孔的掩模尺寸分別為3420nm×3420nm、3060nm×3060nm、2640nm×2640nm，掩模像素尺寸分別為12nm×12nm、12nm×12nm、16nm×16nm，掩模矩陣大小分別為285×285、255×255、165×165。HSMO采用41×41光源矩陣（密集采點），OPC采用9×9光源矩陣（稀疏采點）。
03/掩模延拓和測量點
為量化工藝變化穩定性，需計算初始光源掩模、OPC優化后、HSMO優化后的PW。HSMO優化后的掩模需進行周期性延拓（如圖所示），并在半密集線條、孤立線條的上邊緣、中心線、下邊緣設3個PW測量點，密集接觸孔僅在中心線設1個測量點，以重疊PW作為評價指標。
采用HSMO優化后的掩模圖形
04/仿真參數與流程
關鍵參數：NA、相干因子σin/σout、優化步長SΩ、罰函數加權系數γS/γD/γW等可見表格。
展開 線上研討會 | 用 SYNOPSYS 和 ASAP 聯合設計仿真設計分析光刻鏡頭（免費）
會議主題
用 SYNOPSYS 和 ASAP 聯合設計仿真設計分析光刻鏡頭
SYNOPSYS? 光學設計軟件與 ASAP 高級光學系統分析軟件都是在光學領域受眾較為廣泛的光學軟件。
考慮大家對于不同軟件之間進行交互操作以及具體案例操作流程不熟悉的情況，武漢墨光將在
05月12號
開展
用 SYNOPSYS 和 ASAP 聯合設計仿真設計分析光刻鏡頭 線上研討會
。給大家分享關于運用不同光學設計軟件對光刻鏡頭的設計到分析的案例演示。從而帶大家更加直觀的了解 SYNOPSYS 和 ASAP 如何進行交互操作。
展開 機械系統仿真軟件－機械系統仿真軟件－ADAMSADAMS基礎教程
了解機械系統仿真（了解機械系統仿真（MSSMSS））和和ADAMSADAMS進進行行MSSMSS的步驟的步驟
了解了解MSSMSS在虛擬樣機設計中的重要作用，在虛擬樣機設計中的重要作用，以及以及MSSMSS與其他與其他MCAEMCAE程序的接口方式程序的接口方式
使用剛體、運動副和施加載荷構建機械使用剛體、運動副和施加載荷構建機械系統的虛擬樣機系統的虛擬樣機
在機械系統的虛擬樣機上進行靜力、運在機械系統的虛擬樣機上進行靜力、運動學和動力學分析
adams_PDF.pdf
【仿真百科】有限元仿真分析軟件的定義和仿真案例
如果對于所有“擾動”仿真來說，研究的物理量只發生了很小程度的變化，則說明該數值模型具有良好的穩定性。
結果
對數值求解器的計算結果進行的分析包括：研究建模場的三維繪圖、橫截面圖（如 x-y 繪圖）以及計算派生值，例如對體、表面或邊求積分，或計算沿邊或點的表達式的值。
在較舊的有限元分析軟件中，必須先定義要分析的繪圖和派生值，才能進行求解。如果遺漏某些關鍵定義，則意味著需要從頭開始重新求解。因此，定義要在后處理 過程中分析的表達式和派生值，也認為是預處理的一部分。
現代有限元分析軟件支持在計算出解之后，動態定義表達式和派生值。在這些軟件中，表達式和派生值的定義是后處理的重要組成部分，用于對模型進行深入預測。
基于表達式和派生值生成三維繪圖、表面圖、x-y 繪圖和表格值，然后進行分析，是正確的后處理操作。
翅片頂部（藍色）和底部（綠色）沿流動方向的壓力損失。由于流體必須通過橫截面相對較大的散熱器底座，因此底部的壓力損失略大一些。
后處理中的一項重要任務是估計數值解中的誤差。如上所述，可以通過求解不同網格尺寸的數值模型方程，來估計數值解的收斂性，從而實現誤差估計。
后處理的另一個重要部分是估計模型對不同數據（如材料屬性、初始條件、邊界條件、載荷、約束以及數學模型和數值模型所需的其他輸入參數）的靈敏度。
自動生成模型文檔
在運行仿真后，非常重要的一步是將輸入數據和仿真結果匯總到報告中，并在其中記錄特定的會話?，F代有限元分析軟件支持定義報告的結構，用戶可以在其中選擇要記錄的輸入和輸出數據。系統可以自動生成此類報告，您可以將其另存為文檔，在將來每次仿真時用作參考。
散熱器仿真報告的第一頁。報告結構創建完成后，報告便會根據每次仿真結果自動更新，并能以不同的名稱進行保存，以記錄仿真信息。
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Visual Components 3D模擬仿真軟件 衡祖仿真
除此之外，VC軟件整合了物流及智能機器人模擬功能，幫助企業在研發早期即可進行產能確認，減少不必要的成本支出和浪費，成功提升企業競爭力。
Visual Components在模擬仿真時，可實時采集仿真數據生成數據圖表。在模擬仿真中，讓用戶了解整線的效率，產出率，尋找自動化產線瓶頸，查看各工位的實際效率，對各個設備的實際使用率了如指掌，對成本控制相當的有幫助。還可通過API，導出excel表格，做數據分析等使用。
1、Visual Components產品優勢：全方面的規劃模擬平臺、優化的流程與設備設計、PLC的程序驗證、精實生產確認工具、高成效的業務營銷、提升工廠布局效率。
① Visual Components軟件利用模擬來實現真實產線的生產狀況，以淺顯易懂的方式說明一個特定的解決方案是如何整合及有效率的完成生產；
② Visual Components的3D視覺化模擬平臺的功能齊全，以物件導向為主的操作界面也讓使用者更加容易操作軟件；
③ Visual Components軟件能幫助模擬規劃并整合一系列龐大且多樣的機器人和生產設備。
2、產品涵蓋范圍：生產控制、3D CAD設計、工程設計、制程規劃
3、有效的溝通工具：使用Visual Components設備模擬能快速的依據顧客的需求建立出生產線并進行分析，進而為客戶提供有效的設備解決方案。針對不同的使用者Visual Components可通過電子郵件在線上展示復雜的設計流程給不同的客戶和設備商，快速的取得客戶信任。
4、快速的模擬規劃：鼠標拖曳及可輕松布局；可重復使用的設備資料庫；視覺化教導，降低設定時間的浪費；彈性參數設備調整；可隨插即用的設備模組。
展開 Visual Components數字化工廠仿真軟件 衡祖仿真
Visual Components 3D 制造仿真軟件可以方便快捷地設計和驗證新的生產解決方案，可以向用戶提供快速、便捷、真實的智能制造仿真解決方案。
一、數字化工廠產線仿真
VisualComponents仿真軟件將離散物流事件仿真、人機協作、機器人工藝仿真和虛擬調試集于一個平臺，可對智能制造系統建設方案或智能化改造方案的可行性進行評估。并向用戶提供快速、便捷、真實的智能制造仿真解決方案，為專業人士而設計，并且基于功能強大，靈活且可擴展的開放平臺構建。
數字化工廠仿真軟件
數字化工廠仿真軟件自帶的網絡組件庫，有超過2500多種的成熟組件設備，以輕量化和參數化作為快速方案靈活方案規劃。并支持超過10種以上主流CAD模型數據導入進行實際方案驗證和仿真模擬，數據統計幫助查找瓶頸工位，虛擬場景調整節拍幫助用戶對工藝流程進行優化改進，可以直接輸出2D布局圖、高清渲染視頻、3D PDF動畫以及手機和VR的方案展示。
二、虛擬調試和數字孿生
Visual Components具備外部信號連接接口，輕松地將模擬與不同控制系統數據連接起來，例如測試和驗證邏輯程序，機器人運行調試，控制生產過程中的變更，真實環境的實時數據處理，設備狀態同步顯示。
具體接口使用行業標準OPC UA接口、西門子 PLC（包括舊型號）的S7-PLCSIM、倍福TwinCAT2和TwinCAT3、WinMOD和SIMIT系統連接接口，還支持發那科機器人、St?ubliCS9（史陶比爾）和UR（優傲）機器人控制器的連接性，讓虛擬調試和數字孿生更加兼容客戶系統使用的控制系統的品牌和形式。
虛擬調試的優勢：
①無硬件控制器代碼驗證
②基于真實代碼的可視化
③減少過程停機時間
④縮短交貨期
⑤在虛擬環境中培訓操作員
展開 CST電磁場仿真軟件介紹 衡祖仿真
CST (Computer Simulation Technology) 是一種廣泛應用于電磁場仿真中的軟件工具。它能夠模擬各種電磁現象，包括微波傳輸、射頻和毫米波技術、光學系統和電子裝置等。
CST電磁場仿真軟件的優點之一在于其用戶友好的界面，它通過圖形化界面支持簡單易用的操作模式，使得用戶可以快速進行仿真分析。此外，CST 還有許多強大的功能，比如自適應網格技術，能夠按需創建更精細的網格，從而提高仿真精度。
CST電磁場仿真軟件在電子、通信和其他行業領域都有著廣泛的應用。在無線通訊領域，CST 能夠模擬天線和微波器件，預測其性能和行為。在電子制造領域，CST 可以模擬印刷電路板（PCB）和芯片技術，優化其設計和生產流程。此外，CST 在醫療和生物技術方面也有著重要的應用，例如模擬人體組織對高頻電磁輻射的反應。
對于任何使用 CST 進行仿真的用戶而言，精確的模型建立是非常重要的。一個好的模型能夠準確地反映真實物理現象，并最終產生高質量的仿真結果。同時，建模過程中的誤差和不精確性也可能會導致錯誤的結果，因此，正確、徹底地檢查每個模型以及其相關參數都非常重要。
總之，CST 是一個強大的電磁場仿真軟件工具，擁有廣泛的應用場景和豐富的功能，而且易于學習和使用。對于需要進行電磁場仿真分析的行業領域來說，CST仿真軟件是一個不可或缺的工具。
展開 仿真筆記——Comsol 多物理場仿真軟件操作技巧
文章來源：CAE仿真學社
