光刻工艺是 IC 制造中当之无愧的核心环节,它直接决定了芯片可制造的最小图形尺寸,堪称衡量 IC 制造先进程度的 “标尺”。基于空间光调制器的激光直接成像(LDI)技术,凭借 “数字掩模” 带来的低成本、高自由度光场调控优势,在 PCB 和半导体制造领域的应用愈发广泛,成为高精度光刻的优选方案。
高精度LDI设备的设计与研发,每一步都离不开光学仿真的强力支撑。CFMEE的工程师们量身打造了一套完整且易用的光学仿真工具,为LDI 设备光学系统的设计装调、加工问题快速定位,以及光刻工艺优化等工作,提供了坚实的理论支撑与精准的仿真预测。
这套光学仿真工具的核心优势,在于能高效准确地模拟 “照明系统-空间光调制器-成像镜头-待曝光平面空间像”的全链路光场传递过程,每个环节的关键特性都能精准捕捉。
LDI设备技术原理图
激光器发出的光束,经照明系统整形后,会均匀照射在空间光调制器表面。工程师只需在软件中设置入射光波长、相关光学元件的关键参数,就能快速计算出空间光调制器表面的光强分布,为照明系统优化提供数据参考。
空间光调制器表面场强分布仿真结果
空间光调制器通过控制微镜阵列翻转对光束进行调制,其作用可以等效为“反射型闪耀光栅+数字动态掩模”。在APP中加载待投影的GDS版图、选择对应空间光调制器型号后,可灵活调整入射角、方位角及微镜翻转角等参数,精准模拟这些变量对出射场强分布的影响。
不同参数下空间光调制器出射场强分布
经空间光调制器调制后的反射光,会通过管镜和物镜组成的等效4f系统,最终成像在待曝光表面,整个成像过程的光学特性都能被清晰模拟。
光刻胶的三维效应
值得注意的是,入射到光刻胶表面的光束会发生折射,不同入射角对应不同折射角,这会导致光线在光刻胶内部的聚焦位置出现偏差,直接影响光刻精度,这一关键现象也被纳入仿真范围。
不同入射参数对待曝光平面场强分布的影响
从行业现状来看,光学仿真软件在全球IC制造中扮演着不可或缺的角色。CFMEE研发的这套光学仿真工具,不仅能有效提升光刻工艺的精度、分辨率和良率,大幅降低研发成本与周期,为国产光刻装备的注入了强劲动力。
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