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高端光刻机一体化协同设计技术及实验验证

单位名称 北京理工大学 大赛年份 2023年
大赛届次 第18届 奖项 铜奖
发明人姓名 李艳秋,刘克,刘丽辉
技术领域 电子信息,
应用行业 集成电路,光学成像检测
项目类别 专利,计算机软件著作权
专利类型 发明
专利情况 申请号 申请日期
专利号 授权日期
计算机软件著作权证书登记号
项目简介 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新
光刻机是超精密复杂系统,其仿型设计策略很难获得自主知识产权的高质量产品。然而,实际光刻机设计、研制和应用中,不可避免有多种误差的积累和作用。然而,实现高性能光刻机所要求的协同设计优化与研制,面临一系列难题。例如:重硬件、轻设计和研发的传统观念比较突出,对从事复杂精密光刻系统-计算光刻-掩模-工艺-检测协同设计研制所需要的大量基础研究积累不够、认识不足。高性能光刻机的部件、子系统及其它们之间的关联敏感性和作用复杂,难以准确把握协同“多因素、制约强、难度高、迭代繁、任务重、周期长、协同空间相互制约、多解择优的决策困难”等问题。这些难题和特征也增加了“复杂精密光刻机的整体协同设计与研制”的难度。 本发明总体目标和基本思路:面向国家重大需求,创建中国光刻机研制所需要的初始结构设计方法、理论-仿真-设计-加工制造-应用”大协同设计与研制技术。据此合理的“分析-控制-制约-补偿-平衡”的思路,结合中国的国情,实现中国高端光刻机与工艺及检测一体化协同设计研制。
2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面
国外光刻机研制企业很少披露光刻机核心技术。 本发明聚焦“光刻机曝光系统优化设计方法”、“光刻机与计算光刻-掩模-工艺-检测一体化协同设计研制技术”。建立光刻物镜和照明系统分组-重组交互协同设计、设计-加工-检测-集成循环协同设计、光刻机-计算光刻-工艺-检测分合交互的整体协同设计技术。设计研制方案已通过自研实验型光刻机进行了论证:自主研制的小视场NA0.75-DUV和NA0.5-类EUV实验型光刻机及其像差检测装置,实测研究型光刻机核心指标(照明均匀性、分辨率、像差等)与本发明预测结果高度匹配,并优于预期指标,证明了技术有效性和可靠性。创新点:曝光系统的分组-重组交互协同设计结构优化;光刻机-计算光刻-工艺多参数的协同设计研制;计算光刻SMO与多种Freeform照明分布高精度匹配;全视场低误差敏感度计算光刻与曝光系统-加工-集成-检测的协同设计等,实现物镜长1.4米、NA1.35全视场最大波像差<0.75nm,畸变<0.25nm, 远心度优于3mrad,性能国际领先!创新四种像差传感检测技术,实测自研光刻机性能优于协同设计的预期,证明高稳定、高性能光刻协同设计有效性。
项目进展阶段 小批量试用
备注