近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在極紫外光刻的計(jì)算光刻技術(shù)研究方面取得進(jìn)展。研究人員針對(duì)極紫外光刻，提出了一種基于厚掩模模型和社會(huì)學(xué)習(xí)粒子群算法（social learning particle swarm optimization, SL-PSO）的光源掩模優(yōu)化技術(shù)（Source and mask optimization, SMO）。仿真結(jié)果表明，該技術(shù)的優(yōu)化效率優(yōu)于國(guó)際上常見的基于啟發(fā)式算法的SMO技術(shù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Optics Express上。

光刻是極大規(guī)模集成電路制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著集成電路圖形的特征尺寸不斷減小，光學(xué)鄰近效應(yīng)會(huì)顯著降低光刻成像質(zhì)量。在光刻機(jī)軟硬件不變的情況下，采用數(shù)學(xué)模型和軟件算法，對(duì)照明光源、掩模圖形和工藝參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，可有效提高光刻分辨率/增大工藝窗口，此類技術(shù)即計(jì)算光刻技術(shù)（Computational Lithography），其被認(rèn)為是21世紀(jì)推動(dòng)集成電路芯片按照摩爾定律繼續(xù)發(fā)展的新動(dòng)力。極紫外光刻技術(shù)是目前最先進(jìn)的光刻技術(shù)之一，已被應(yīng)用于5 nm工藝節(jié)點(diǎn)的芯片量產(chǎn)中。由于極紫外光刻具有掩模厚度大于光源波長(zhǎng)、光學(xué)系統(tǒng)為反射式等特點(diǎn)，其相應(yīng)的計(jì)算光刻技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)存在較大差異，是學(xué)界的研究熱點(diǎn)。

SMO技術(shù)是一種重要的計(jì)算光刻技術(shù)，通過同時(shí)優(yōu)化光源和掩模圖形來(lái)提高光刻成像質(zhì)量。上海光機(jī)所研究人員針對(duì)極紫外光刻，提出了一種基于厚掩模模型和SL-PSO算法的SMO技術(shù)。研究人員將基于結(jié)構(gòu)分解的極紫外光刻厚掩模快速模型應(yīng)用于像素化掩模圖形的成像仿真中，和薄掩模模型相比，其提高了光刻成像仿真的精度，且掩模圖形的優(yōu)化結(jié)果得到了嚴(yán)格電磁場(chǎng)仿真的驗(yàn)證。采用SL-PSO算法，優(yōu)化光源和掩模圖形；通過社會(huì)學(xué)習(xí)的策略提高了優(yōu)化效率。通過控制初始化參數(shù)來(lái)調(diào)整SL-PSO算法中的初始化粒子群，在提高優(yōu)化效率的同時(shí)提高了優(yōu)化后掩模圖形的可制造性。研究人員對(duì)多個(gè)掩模圖形進(jìn)行了驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明，該技術(shù)的優(yōu)化效率優(yōu)于國(guó)際上常見的基于啟發(fā)式算法的SMO技術(shù)。

研究工作得到國(guó)家02科技重大專項(xiàng)和上海市自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。

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