上海光學精密機械研究所在計算光刻技術(shù)研究中取得進展，其關(guān)鍵圖形篩選技術(shù)是決定光源掩模優(yōu)化技術(shù)（SMO—主要計算光刻技術(shù)之一）速度與效果的關(guān)鍵技術(shù)。近期，中科院上海光機所信息光學與光電技術(shù)實驗室提出了一種SMO關(guān)鍵圖形篩選技術(shù)，并聯(lián)合中科院微電子所研究團隊，利用國際主流商用計算光刻軟件進行了仿真驗證，結(jié)果表明該技術(shù)優(yōu)于國際同類技術(shù)水平。部分研究工作已發(fā)表在《光學快報》[Optics Express]、《光學學報》，入選《光學學報》2020年第21期封面文章，并已申請5項發(fā)明。

光刻機是集成電路制造的核心裝備，光刻分辨率決定了集成電路的集成度。在光刻機軟硬件不變的情況下，采用數(shù)學模型和軟件算法對照明模式、掩模圖形與工藝參數(shù)等進行優(yōu)化，可有效提高光刻分辨率/增大工藝窗口，此類技術(shù)即計算光刻技術(shù)（Computational Lithography），被認為是二十一世紀推動集成電路芯片按照摩爾定律繼續(xù)發(fā)展的新動力（Ref：Intel公司, “Computational Lithography: The New Enabler of Moore’s Law”, Proc. SPIE Advanced Lithography, 6827, 68271Q, 2007）。在當前光刻機技術(shù)水平已逼近工程極限的情況下，計算光刻已經(jīng)成為芯片制造*的關(guān)鍵技術(shù)。

光源掩模優(yōu)化技術(shù)（Source and mask optimization, SMO）是實現(xiàn)28 nm及更小技術(shù)節(jié)點集成電路芯片制造的關(guān)鍵計算光刻技術(shù)之一。為提高優(yōu)化效率，業(yè)界的做法是：利用關(guān)鍵圖形篩選技術(shù)篩選出少量具有代表性的關(guān)鍵圖形。以關(guān)鍵圖形代替全芯片圖形集合進行優(yōu)化，通過減少輸入圖形的數(shù)量，提高SMO的優(yōu)化效率。為兼顧SMO的實施速度與效果，一方面要求關(guān)鍵圖形篩選技術(shù)篩選出的關(guān)鍵圖形盡量少，以提高SMO優(yōu)化效率，另一方面要求篩選出的關(guān)鍵圖形能夠限度地代表所有圖形的光刻成像特性，以保證SMO的實施效果。因此，關(guān)鍵圖形篩選技術(shù)是決定SMO速度與效果的主要技術(shù)因素之一。

中科院上海光機所研究團隊提出了一種SMO關(guān)鍵圖形篩選技術(shù)，以圖形的主要頻率表征圖形特征。設計了相應的主要頻率提取方法、覆蓋規(guī)則、聚類方法以及關(guān)鍵圖形篩選方法，實現(xiàn)了SMO關(guān)鍵圖形的有效篩選。中科院上海光機所研究團隊與中科院微電子所計算光刻研發(fā)中心團隊合作，采用荷蘭ASML公司的TachyonTM商用計算光刻軟件（國際上的商用計算光刻軟件之一）進行了仿真驗證。該技術(shù)與ASML的同類技術(shù)篩選出的關(guān)鍵圖形數(shù)量相同，所獲得的工藝窗口優(yōu)于ASML的同類技術(shù)。

相關(guān)研究得到了國家02科技重大專項和上海市自然科學基金項目的支持。