NO.1研 究 背 景

极紫外（EUV）光刻是当前国际上 7 nm 及以下技术节点芯片量产的主流光刻技术，其成像质量是保障光刻系统性能的关键前提，而光刻掩模质量又直接决定成像质量。由于理想 “零” 缺陷光刻掩模无法制备，掩模缺陷（主要分为分布于吸收层或多层膜表面的振幅型缺陷，以及 EUV 掩模特有的、位于多层膜内部的相位型缺陷）会严重影响曝光成像质量，成为 EUV 光刻技术产业化的主要障碍。为实现高效、高精度的掩模缺陷补偿，大量光刻仿真计算不可或缺，且掩模仿真、系统成像仿真及补偿策略均会影响补偿效率，因此探究快速且高精度的掩模仿真模型、系统成像模型及缺陷补偿算法，对推动 EUV 光刻技术发展具有重要意义。

NO.2研 究 内 容

本文系统梳理了光刻系统仿真方法以及掩模缺陷补偿算法的研究进展, 分析了不同方法的优势与局限性, 并总结了掩模缺陷补偿策略的发展趋势。围绕EUV光刻掩模的成像仿真、模拟计算及缺陷补偿展开，在成像模型上，梳理了Abbe 模型、Hopkins衍射模型、傅里叶级数展开模型和奇异值分解模型；在掩模仿真计算方法上，介绍了严格电磁场仿真方法（FDTD 方法和RCWA 方法）、近似仿真方法以及基于机器学习的仿真方法；在掩模缺陷补偿优化算法上，介绍了经典算法（遗传算法）及改进与融合算法（如遗传算法与 Nelder-Mead 单纯形算法结合）。

结 论 与 展 望

EUV光刻虽已成为主流芯片制造技术，但掩模缺陷仍阻碍其量产，优化算法与高精度仿真模型（成像模型、掩模仿真方法）的结合是实现有效缺陷补偿的关键。未来需攻克 EUV 掩模仿真面临的高精度要求、复杂物理模拟、技术实现局限等挑战；针对现有补偿算法的局限性，研发新型高效、制造友好的补偿算法；同时，随着人工智能算法的发展，将其与 EUV 掩模缺陷补偿深度融合具有广阔前景，有望取得突破性成果，为半导体制造行业持续发展提供支撑。

课 题 组 介 绍

极紫外光刻技术是目前半导体产业最先进的投影光刻技术，也是我国芯片产业的“卡脖子”关键技术。长春理工大学匡尚奇教授团队长期致力于极紫外光刻领域的相关技术研究，主要包括极紫外多层膜工艺研究、极紫外镀膜系统开发和极紫外计算光刻仿真等方向。主要成果包括基于多目标优化算法建立了极紫外多层膜表征和设计方法，提高了多层膜微观结构表征精度和设计效率。成功研发出国产首台面向高端芯片研制系统的大型超高真空多靶磁控溅射镀膜系统，设备镀制的光学薄膜的各项技术指标超过了德国顶尖镀膜系统厂商研制的设备，达到了国际先进水平，实现了近2500万元进口设备的国产化替代，并初步实现量产。近年来，团队进一步应用建立的多目标优化算法对极紫外多层膜掩模缺陷补偿开展深入研究，以期建立新型的掩模缺陷补偿策略。