comsol multiphysics 光刻工艺仿真教程

Q: comsol multiphysics 光刻工艺仿真教程

建立光刻工艺几何模型 在 COMSOL Multiphysics 中新建 2D 轴对称或 3D 模型，绘制基底（如硅片）、光刻胶层和空气区域，使用矩形或拉伸工具确保层厚与实际工艺匹配，例如光刻胶厚度设为 1.5 μm，基底厚度设为 500 μm，并为后续物理场添加恰当的边界条件。 定义光学曝光物理场 选择“波动光学”模块（RF 或 Wave Optics），设置光源为紫外线（如 i-line 365 nm），在光刻胶顶面施加平面波入射，定义光刻胶的复折射率（考虑吸引剂影响），在基底底面设置吸收边界或完美匹配层（PML）以避免反射干扰，并启用强度计算以获取曝光分布。 添加化学反应与显影过程 使用“反应工程”模块引入光刻胶的曝光后化学变化，定义潜像形成速率与曝光强度的关系（如 Dill 模型），随后添加显影速率依赖于潜像浓度的经验公式，设置显影剂浓度边界条件，模拟显影过程中未交联区域的去除速率，以预测残留厚度和侧壁形貌。 设置网格、求解与结果后处理 在几何交界处（尤其光刻胶/空气和光刻胶/基底界面）加密网格，使用自适应网格或边界层网格确保梯度区域分辨率足够，选择时间依赖求解器（若模拟曝光-显影全过程）或稳态求解器（仅曝光强度分布），求解后提取曝光强度分布曲线、残留光刻胶厚度图和临界尺寸（CD），通过参数扫描研究曝光时间、胶厚或波长对图形转移 fidelity 的影响。 软件页面： COMSOL Multiphysics 。

Question

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建立光刻工艺几何模型
在 COMSOL Multiphysics 中新建 2D 轴对称或 3D 模型，绘制基底（如硅片）、光刻胶层和空气区域，使用矩形或拉伸工具确保层厚与实际工艺匹配，例如光刻胶厚度设为 1.5 μm，基底厚度设为 500 μm，并为后续物理场添加恰当的边界条件。
定义光学曝光物理场
选择“波动光学”模块（RF 或 Wave Optics），设置光源为紫外线（如 i-line 365 nm），在光刻胶顶面施加平面波入射，定义光刻胶的复折射率（考虑吸引剂影响），在基底底面设置吸收边界或完美匹配层（PML）以避免反射干扰，并启用强度计算以获取曝光分布。
添加化学反应与显影过程
使用“反应工程”模块引入光刻胶的曝光后化学变化，定义潜像形成速率与曝光强度的关系（如 Dill 模型），随后添加显影速率依赖于潜像浓度的经验公式，设置显影剂浓度边界条件，模拟显影过程中未交联区域的去除速率，以预测残留厚度和侧壁形貌。
设置网格、求解与结果后处理
在几何交界处（尤其光刻胶/空气和光刻胶/基底界面）加密网格，使用自适应网格或边界层网格确保梯度区域分辨率足够，选择时间依赖求解器（若模拟曝光-显影全过程）或稳态求解器（仅曝光强度分布），求解后提取曝光强度分布曲线、残留光刻胶厚度图和临界尺寸（CD），通过参数扫描研究曝光时间、胶厚或波长对图形转移 fidelity 的影响。

软件页面：COMSOL Multiphysics。