基于光刻過程物理模型的光刻物理仿真，可預(yù)測(cè)光刻潛像、光刻膠曝光、顯影等結(jié)果的三維形貌。相比于基于數(shù)據(jù)擬合模型的快速仿真方法，光刻物理仿真具備高精度優(yōu)勢(shì)，但低效率劣勢(shì)導(dǎo)致其難以對(duì)大區(qū)域掩模結(jié)構(gòu)的三維光刻潛像進(jìn)行快速的仿真和預(yù)測(cè)。

基于以上問題，微電子所EDA中心計(jì)算光刻團(tuán)隊(duì)提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的大區(qū)域掩模光刻潛像快速仿真方法。該方法首先建立掩模三維潛像數(shù)據(jù)庫(kù)，以訓(xùn)練條件生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)。使用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出大區(qū)域掩模中局部位置的三維潛像，通過拼接獲得最終結(jié)果。該方法避免了大區(qū)域掩模三維潛像的直接計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)掩模圖案到三維潛像的直接映射。仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與嚴(yán)格求解電磁場(chǎng)方法相比，該方法精度達(dá)到了90%以上，速度提高了 2.5 至 4.7倍。這一成果提高了光刻三維仿真的效率，拓展了人工智能相關(guān)算法在計(jì)算光刻領(lǐng)域的應(yīng)用。

基于本研究成果的論文LIC-CGAN: fast lithography latent images calculation method for large-area masks using deep learning近期發(fā)表在Optics Express期刊上[Optics Express, Vol. 32, Issue 23, pp. 40931-40944 (2024)，DOI: 10.1364/OE. 537921]，微電子所博士生趙藝涵為該文第一作者，董立松副研究員和韋亞一研究員為該文共同通訊作者。此項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的項(xiàng)目資助。

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圖1.（a）光刻膠高度截面圖；

（b）在不同的光刻膠高度下測(cè)試圖案的平均均方根誤差和最大絕對(duì)誤差分布圖

圖2. 嚴(yán)格電磁場(chǎng)仿真方法、論文提出方法以及基于卷積的緊湊模型在1.0um、1.6um、2.2um（對(duì)應(yīng)光刻膠底部，中間和頂部）計(jì)算潛像圖和誤差分布圖