光刻仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-12
光刻仿真的實例教程
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 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 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
展開 納米光刻技術
納米光刻技術是一種利用光刻手段在物體上制作納米量級圖形的加工方法，目前是集成電路制造領域的主流納米加工技術。雖然傳統的光刻工藝可以滿足一定的生產需求，但它卻存在著諸多局限性：首先，光學衍射效應會降低分辨率，在一定程度上影響產品的質量；其次，較低的生產效率和高昂的生產成本也是制約相關產業發展的重要因素。
清華大學摩擦學國家重點實驗室（以下簡稱“摩擦實驗室”）是清華大學首批建成的國家重點實驗室之一，主要從事摩擦學理論與技術、機械表面科學與性能控制、生物摩擦學與生物機械、微納制造理論與技術等方面的研究。目前，摩擦實驗室的研究人員正在借助仿真手段探索一種低成本、高效率的新型納米光刻工藝。
旋轉式近場光刻技術
在光學領域，由于衍射現象的存在，傳統的光學系統很難突破半波長的成像分辨率。近年來，為突破這一限制，研究人員利用表面等離子共振能夠產生場強熱點（hotspot）的現象，研發出了等離子體透鏡，以實現超高分辨率聚焦。然而，這種超高分辨率成像和聚焦方法的工作距離很短，僅適用于介質表面，因此在實際應用中很難控制。為了能夠穩定控制透鏡及聚焦點，摩擦實驗室的研究人員基于硬盤驅動器的飛行原理和近場光學理論，提出了一種名為旋轉式近場光刻技術的新型光刻工藝。
硬盤在運行時，磁頭滑塊會在盤片表面穩定飛行，其飛行高度的高低取決于盤片的旋轉速度和磁頭滑塊的形狀。通過將表面等離子體透鏡集成在磁頭滑塊表面、并將超高分辨率的光刻膠涂于盤片表面，當磁頭在盤片表面穩定飛行時，表面等離子體透鏡即可對光刻膠進行曝光。由于表面等離子體透鏡具有優異的聚光效應，因此能夠形成突破衍射極限的近場光斑，進而實現高分辨率、快速、無掩膜的納米光刻加工。
圖 1 為旋轉式近場光刻技術的工作原理圖。整個光刻系統由控制器、光學系統和加工系統三部分組成。
展開 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。
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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
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
仿真計算：建立光刻仿真條件（機臺信息、照明方式、薄膜堆棧等），開展SMO計算。</p><p>3. 優化與驗證：以重疊工藝窗口（DOF、EL、MEEF、ILS等指標）為評價標準；若滿足需求，進行掩模優化驗證（OPC模擬+晶圓數據比對）；若發現新弱點，迭代優化直至符合要求。
其核心邏輯為“偏差預測-反向修正”：借助專業軟件計算仿真，提前預判光刻曝光后晶圓上可能出現的圖形偏差，再根據預判結果對原始掩模圖形進行反向修正，最終使晶圓上的實際成像結果盡可能貼合設計目標。
從技術演進來看，OPC主要形成了兩種核心修正方法：
一是基于規則的修正。該方法依賴工程師預先制定的固定修正規則表，針對特定圖形尺寸、線間距等場景自動匹配修正方案。
而當前主流的基于模型的OPC技術，通過構建完整的光刻系統仿真體系實現了精度突破——其不僅建立了涵蓋光源、鏡頭、掩膜等核心要素的光學成像模型，還融入了光刻膠曝光、顯影全過程的物理化學模型，通過軟件仿真模擬光刻全流程，從而實現對圖形誤差的精準預測與校正。
該技術的核心體系涵蓋光學成像物理仿真、光學鄰近效應校正以及光源-掩膜協同優化等關鍵技術。
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
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
strong></p><p><br></p><p><strong>*驚喜禮盒??內容如下： </strong></p><p>ASAP 學習視頻（十選一）</p><p>· ASAP 波動光學仿真-干涉儀解決方案</p><p>· ASAP 基礎課程</p><p>· SYNOPSYS 與 ASAP 聯合設計仿真激光雷達的解決方案</p><p>· 用 SYNOPSYS 和 ASAP 聯合設計仿真分析光刻鏡頭
01
視頻匯總列表
1
SYNOPSYS? 無焦鏡頭設計
2
SYNOPSYS? 實用相機鏡頭的設計
3
SYNOPSYS? 菲涅爾鏡頭設計
4
用 SYNOPSYS? 設計投影物鏡
5
用 SYNOPSYS? 和 ASAP 聯合設計仿真分析光刻鏡頭
6
用 SYNOPSYS?
《 用 SYNOPSYS 和 ASAP 聯合設計仿真分析光刻鏡頭
