【学以精工】北理工优秀专利成果：光电学院基于Abbe矢量成像模型的相移掩模优化方法
发布日期：2013-07-16
阅读次数：供稿：北理工专利中心 编辑：党委宣传部
编制按：为了进一步加强学校学术文化、创新文化和人才文化建设，党委宣传部经过认真筹划，围绕我校重点科研学术进展，开辟《学以精工》科研学术新闻报道专栏，旨在针对我校科研学术工作中取得的新成绩、新进展进行重点报道，用通俗易懂的新闻报道，向校内外展示华体会hth·(体育)(中国)官方网站-华体会体育hth首页的深厚科研实力和浓厚的学术氛围。本栏目得到了图书馆战略情报研究部和学校专利中心（北京理工纬铂知识产权代理有限公司）的支持。欢迎全校单位和师生踊跃提供线索或投稿（aiken@bit.edu.cn），宣传部将第一时间安排重点报道。
光刻技术是大规模集成电路制造的关键技术，它是通过缩小投影成像技术将集成电路母版（mask）上的图形转移到光刻胶上，然后，通过刻蚀技术等多道工艺，实现集成电路的制备。提高光刻成像分辨率和图形保真度是提高集成电路芯片集成度、成品率及可靠性的关键技术。目前，采纳离轴偏振照明、浸没式光刻（成像系统数值孔径 NA>1)和相移掩模（phase-shifting mask PSM）等分辨率增强技术，可实现45nm及以下技术节点的芯片制造，助推信息产业的发展 。此时，需要采用矢量光刻成像理论和模型。
光电学院长江学者特聘教授李艳秋带领课题组瞄准国际前沿和国家重大科技战略需求，长期致力于193nm浸没式和下一代极紫外光刻系统光学设计、光刻仿真和曝光系统偏振及像差检测等方面的前沿研究，获得了多项国际先进成果。特别是在光刻分辨率增强技术领域，建立了严格的矢量成像理论和模型，课题组利用此模型研究了多项分辨率增强技术，申请了多项发明专利。近年来，利用此模型提出了一种基于Abbe矢量成像模型的相移掩模优化方法，该方法采用该课题组自主研发的矢量模型对相移掩模进行优化，即适用于具有高NA的浸没式光刻系统，也适用于低NA的干式光刻系统。
该技术方案的核心在于课题组自主研发的Abbe矢量成像模型，以及优化掩模目标函数的构建，不断地重复迭代优化掩模，通过目标函数衡量掩模优化的程度，当目标函数满足收敛条件时，掩模优化完毕，成像效果最佳。
下面三图分别为未优化掩模、采用标量成像模型优化后的相移掩模、采用该课题组自主研发的Abbe矢量成像模型优化后的相移掩模，以及它们对应的光刻胶中成像。
光刻技术是大规模集成电路制造的关键技术，它是通过缩小投影成像技术将集成电路母版（mask）上的图形转移到光刻胶上，然后，通过刻蚀技术等多道工艺，实现集成电路的制备。提高光刻成像分辨率和图形保真度是提高集成电路芯片集成度、成品率及可靠性的关键技术。目前，采纳离轴偏振照明、浸没式光刻（成像系统数值孔径 NA>1)和相移掩模（phase-shifting mask PSM）等分辨率增强技术，可实现45nm及以下技术节点的芯片制造，助推信息产业的发展 。此时，需要采用矢量光刻成像理论和模型。
光电学院长江学者特聘教授李艳秋带领课题组瞄准国际前沿和国家重大科技战略需求，长期致力于193nm浸没式和下一代极紫外光刻系统光学设计、光刻仿真和曝光系统偏振及像差检测等方面的前沿研究，获得了多项国际先进成果。特别是在光刻分辨率增强技术领域，建立了严格的矢量成像理论和模型，课题组利用此模型研究了多项分辨率增强技术，申请了多项发明专利。近年来，利用此模型提出了一种基于Abbe矢量成像模型的相移掩模优化方法，该方法采用该课题组自主研发的矢量模型对相移掩模进行优化，即适用于具有高NA的浸没式光刻系统，也适用于低NA的干式光刻系统。
该技术方案的核心在于课题组自主研发的Abbe矢量成像模型，以及优化掩模目标函数的构建，不断地重复迭代优化掩模，通过目标函数衡量掩模优化的程度，当目标函数满足收敛条件时，掩模优化完毕，成像效果最佳。
下面三图分别为未优化掩模、采用标量成像模型优化后的相移掩模、采用该课题组自主研发的Abbe矢量成像模型优化后的相移掩模，以及它们对应的光刻胶中成像。
对比发现，采用该发明方法的成像效果最佳，其对应的成像参数为，成像误差为324，CD误差为0。该项技术有利于进一步提高光刻工艺水平，为挖掘光刻设备成像分辨率潜力提供仿真依据和技术支撑，为提高芯片成品率提供可能途径，从而推动集成电路制造行业的发展。
华体会hth·(体育)(中国)官方网站-华体会体育hth首页光电学院长期以来十分重视对科研成果的知识产权保护。该项专利于去年通过华体会hth·(体育)(中国)官方网站-华体会体育hth首页专利中心（北京理工纬铂知识产权代理有限公司）申请国家发明专利，此项专利技术是我校近年来众多优秀科研专利成果之一。在今后的专题新闻中，专利中心和宣传部将会陆续选取各领域优秀专利成果进行重点报道。
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（审核：专利中心）
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