数字光刻图形优化：模拟退火算法消除DMD表面起伏

本文主要探讨了基于数字微反镜(DMD)的无掩模数字光刻技术在集成电路掩模制作及微结构加工中的应用挑战。通常，DMD系统在加工连续表面微结构元件时，由于空间像畸变的影响，加工出的图形表面会出现规则的振荡起伏，这严重影响了微结构的精度和质量。作者针对这一问题，深入研究了DMD灰度图形传递的机理，发现了空间像畸变的物理原因。 他们提出了一种创新的方法，即通过模拟退火算法来优化掩模图形分布。模拟退火算法是一种启发式优化算法，它模拟了物质冷却过程中的状态变化，能够在一定程度上解决复杂的全局优化问题。在模拟实验中，当将优化算法应用到5%的相对曝光量偏差范围内，结果显示优化有效地消除了图形表面的起伏，从而提高了加工的面形质量。 通过优化的掩模图形，实验成功地制备出了表面轮廓较为优良的轴锥镜阵列。这种方法的优势在于无需传统掩模制作流程，节省了时间和成本，同时提高了微结构元件的制作精度。这对于在微电子领域生产高质量、高精度的微结构元件具有重要的实际意义，如在半导体制造、光学器件、以及纳米科技等领域都有广泛应用潜力。 本文的研究不仅解决了数字光刻过程中常见的表面起伏问题，还提供了一种有效的优化策略，对于推动无掩模光刻技术的发展和提高微结构元件的制造水平具有积极的贡献。