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? AI賦能仿真建模，通過深度學習優化光源-成像的非線性映射關系，實現仿真參數自適應調優，降低極端制程建模誤差；? 多物理場耦合升級，融入EUV光刻偏振、掩模、三維衍射及熱變形等因素，提升仿真與實際制程的契合度；? 跨流程協同仿真，聯動掩模制造、刻蝕工藝構建全鏈路模型，預判光源優化對后續工序的影響；? 極端場景突破，針對1nm及以下節點研發量子化光學仿真模型，突破現有精度瓶頸，為技術迭代提供前瞻性支撐

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。

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。

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。

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。

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。

作為當前先進技術節點的主流方法，它通過構建完整的光刻工藝仿真模型，對光源、光學系統、光刻膠顯影等全流程進行模擬，以邊緣放置誤差（EPE）為核心評價指標開展迭代修正——通過反復調整掩模圖形并仿真驗證，持續縮小實際圖形與設計圖形的EPE，最終實現高精度圖形還原，完美適配復雜圖形與先進制程的需求。

零波像差非雙遠心、存在波像差：二者成像性能存在差異，三維矢量成像模型更具優勢 二維矢量成像模型與三維矢量成像模型仿真零像差非遠心物鏡成像結果二維和三維矢量成像模型仿真結果的差異在成像物鏡為存在像差的非理想系統時，三維矢量成像模型較二維矢量成像模型預測成像特性更精確。

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。

非線性壓縮感知（NCS）理論的興起為突破這一瓶頸提供了關鍵路徑，其通過構建非線性重構模型，可更貼合光刻系統的物理本質。然而，不同非線性CS-SMO技術的適配場景與性能表現尚未形成系統對比，仿真條件的差異也導致技術優劣難以客觀評判。

未來，技術將向多維深化演進：AI賦能仿真模型實現最佳焦面參數自適應尋優；融入EUV多物理場耦合計算，提升復雜工藝下仿真精度；構建跨流程數值框架，聯動刻蝕仿真實現全鏈路性能預測。針對1nm及以下制程，量子化數值模型與動態穩定性驗證體系研發將成為核心，推動光刻成像性能再突破。

2.先進制程適配升級：面向5nm及以下節點，開發極紫外（EUV）光刻適配的矢量成像模型，深化偏振態與極紫外光場相互作用機制研究；針對高密度接觸孔陣列等復雜圖形，構建動態偏振像差實時校正模型。3.全鏈路智能化演進：搭建“仿真-優化-制造”閉環系統，集成光刻過程實時監測數據，實現矢量模型參數自適應調整；拓展與元宇宙等領域的交叉應用，開發高分辨率可縮放矢量圖形的光刻級生成技術。

此外，面向3nm及以下節點，構建EUV光刻專屬三維矢量模型，深化極紫外光與多層掩模的矢量相互作用機制研究。針對垂直堆疊結構，開發“深度-偏振-劑量”多維度耦合優化模型，實現亞納米級CD均勻性控制。 通過推進AI與物理驅動建模的深度融合，利用Transformer架構捕捉三維光場長距離依賴關系，結合FPGA硬件加速實現毫秒級動態光場仿真。

02/仿真非線性CS重構模型在先進光刻的非線性優化場景中，非線性CS重構算法（IHTs、Newton-IHTs、L-BFGS）是破解復雜運算難題的核心工具——它們既能精準適配非線性光刻的優化需求，更能通過梯度、Hessian矩陣的協同作用加速收斂，在保障優化精度的同時，大幅提升計算效率。

本項目基于 OAS 光學軟件，通過跨尺度光學仿真與多維度優化，構建高可靠性光刻鏡頭方案，突破傳統設計瓶頸。

探索X射線雙遠心光刻場景的模型拓展，突破傳統光刻的材料加工極限。2. AI驅動的高效化與智能化演進融合深度學習與物理驅動建模，基于雙遠心物鏡的光場規律性，訓練輕量化神經網絡替代部分三維電磁仿真過程，實現模型計算效率的10倍級提升。搭建數字孿生系統，實時采集雙遠心物鏡的偏振態監測數據與光刻圖形質量反饋，實現模型參數的動態自適應調整。

作為最著名的衍射效應之一，泰伯(Talbot)效應可以用于光刻技術中以制造周期性納米結構。繼I.-H. Lee等人，我們在六邊形網格上構造了一個圓錐形光柵掩膜版，并以深度方式模擬了Talbot圖像的生成。 特別是，由于光刻過程中使用的紫外光是非偏振的，因此我們在示例中演示了如何為VirtualLab Fusion中的光柵模擬建模非偏振光。

光刻系統為照明波長193nm、NA=1.2的浸沒式光刻系統采用相干因子為σ=0.12的圓形照明，對垂直線條采用Y偏振照明，對水平線條采用X偏振照明，掩模為AItPSM型PSM。為了驗證WP罰函數在降低掩模復雜度方面的作用，在OPC的優化損失函數中分別加入傳統WP和GWP兩種罰函數項，并對比PSM的OPC優化結果，分析WP和GWP在降低掩模復雜度和提高成像質量方面的性能。

先進技術與未來發展方向面向3nm及以下節點，開發EUV非雙遠心適配模型，深化極紫外光與矢量光場耦合機制研究；結合Transformer架構與FPGA加速，實現毫秒級動態光場仿真，搭建數字孿生系統實時調整參數；跨場景拓展：拓展至生物芯片、量子芯片光刻，構建多材質適配模型，支撐全鏈路工藝優化。

本文將深度解析該技術的設計理念、仿真過程與核心優勢，展現其在半導體制造領域的巨大應用潛力。設計背景與核心意義近年來，國內數字光刻投影物鏡研究取得一定進展：2013年湖北工業大學胡思熠設計出分辨率1.2μm的光刻物鏡[2]，廣東工業大學劉海勇團隊同期研發出分辨率3.5μm的微縮物鏡[3]，2016年鄺建團隊將分辨率提升至2μm[4]。