【學以精工】北理工優秀專利成果：光電學院基于Abbe矢量成像模型的相移掩模優化方法
發布日期：2013-07-26 閱讀次數：
供稿：北理工專利中心 編輯：黨委宣傳部
編制按：為了進一步加強學校學術文化、創新文化和人才文化建設，黨委宣傳部經過認真籌劃，圍繞我校重點科研學術進展，開辟《學以精工》科研學術新聞報道專欄，旨在針對我校科研學術工作中取得的新成績、新進展進行重點報道，用通俗易懂的新聞報道，向校內外展示北京理工大學的深厚科研實力和濃厚的學術氛圍。本欄目得到了圖書館戰略情報研究部和學校專利中心（北京理工緯鉑知識產權代理有限公司）的支持。歡迎全校單位和師生踴躍提供線索或投稿（aiken@bit.edu.cn），宣傳部將第一時間安排重點報道。
光刻技術是大規模集成電路制造的關鍵技術，它是通過縮小投影成像技術將集成電路母版（mask）上的圖形轉移到光刻膠上，然后，通過刻蝕技術等多道工藝，實現集成電路的制備。提高光刻成像分辨率和圖形保真度是提高集成電路芯片集成度、成品率及可靠性的關鍵技術。目前，采納離軸偏振照明、浸沒式光刻（成像系統數值孔徑 NA>1)和相移掩模（phase-shifting mask PSM）等分辨率增強技術，可實現45nm及以下技術節點的芯片制造，助推信息產業的發展 。此時，需要采用矢量光刻成像理論和模型。
光電學院長江學者特聘教授李艷秋帶領課題組瞄準國際前沿和國家重大科技戰略需求，長期致力于193nm浸沒式和下一代極紫外光刻系統光學設計、光刻仿真和曝光系統偏振及像差檢測等方面的前沿研究，獲得了多項國際先進成果。特別是在光刻分辨率增強技術領域，建立了嚴格的矢量成像理論和模型，課題組利用此模型研究了多項分辨率增強技術，申請了多項發明專利。近年來，利用此模型提出了一種基于Abbe矢量成像模型的相移掩模優化方法，該方法采用該課題組自主研發的矢量模型對相移掩模進行優化，即適用于具有高NA的浸沒式光刻系統，也適用于低NA的干式光刻系統。
該技術方案的核心在于課題組自主研發的Abbe矢量成像模型，以及優化掩模目標函數的構建，不斷地重復迭代優化掩模，通過目標函數衡量掩模優化的程度，當目標函數滿足收斂條件時，掩模優化完畢，成像效果最佳。
下面三圖分別為未優化掩模、采用標量成像模型優化后的相移掩模、采用該課題組自主研發的Abbe矢量成像模型優化后的相移掩模，以及它們對應的光刻膠中成像。
光刻技術是大規模集成電路制造的關鍵技術，它是通過縮小投影成像技術將集成電路母版（mask）上的圖形轉移到光刻膠上，然后，通過刻蝕技術等多道工藝，實現集成電路的制備。提高光刻成像分辨率和圖形保真度是提高集成電路芯片集成度、成品率及可靠性的關鍵技術。目前，采納離軸偏振照明、浸沒式光刻（成像系統數值孔徑 NA>1)和相移掩模（phase-shifting mask PSM）等分辨率增強技術，可實現45nm及以下技術節點的芯片制造，助推信息產業的發展 。此時，需要采用矢量光刻成像理論和模型。
光電學院長江學者特聘教授李艷秋帶領課題組瞄準國際前沿和國家重大科技戰略需求，長期致力于193nm浸沒式和下一代極紫外光刻系統光學設計、光刻仿真和曝光系統偏振及像差檢測等方面的前沿研究，獲得了多項國際先進成果。特別是在光刻分辨率增強技術領域，建立了嚴格的矢量成像理論和模型，課題組利用此模型研究了多項分辨率增強技術，申請了多項發明專利。近年來，利用此模型提出了一種基于Abbe矢量成像模型的相移掩模優化方法，該方法采用該課題組自主研發的矢量模型對相移掩模進行優化，即適用于具有高NA的浸沒式光刻系統，也適用于低NA的干式光刻系統。
該技術方案的核心在于課題組自主研發的Abbe矢量成像模型，以及優化掩模目標函數的構建，不斷地重復迭代優化掩模，通過目標函數衡量掩模優化的程度，當目標函數滿足收斂條件時，掩模優化完畢，成像效果最佳。
下面三圖分別為未優化掩模、采用標量成像模型優化后的相移掩模、采用該課題組自主研發的Abbe矢量成像模型優化后的相移掩模，以及它們對應的光刻膠中成像。
對比發現，采用該發明方法的成像效果最佳，其對應的成像參數為，成像誤差為324，CD誤差為0。該項技術有利于進一步提高光刻工藝水平，為挖掘光刻設備成像分辨率潛力提供仿真依據和技術支撐，為提高芯片成品率提供可能途徑，從而推動集成電路制造行業的發展。
北京理工大學光電學院長期以來十分重視對科研成果的知識產權保護。該項專利于去年通過北京理工大學專利中心（北京理工緯鉑知識產權代理有限公司）申請國家發明專利，此項專利技術是我校近年來眾多優秀科研專利成果之一。在今后的專題新聞中，專利中心和宣傳部將會陸續選取各領域優秀專利成果進行重點報道。
北京理工大學光電學院長期以來十分重視對科研成果的知識產權保護。該項專利于去年通過北京理工大學專利中心（北京理工緯鉑知識產權代理有限公司）申請國家發明專利，此項專利技術是我校近年來眾多優秀科研專利成果之一。在今后的專題新聞中，專利中心和宣傳部將會陸續選取各領域優秀專利成果進行重點報道。
附件：
（審核：專利中心）
