LithoWorld: An Endpoint World Model for Lithography Process-Window Recovery

📄 arXiv: 2610.23408v1 📥 PDF

作者: Botong Zhao, Fang Yu, Xinyuan Chen, Yue Lu

分类: cs.CV

发布日期: 2026-10-16

💡 一句话要点

提出LithoWorld以解决光刻工艺窗口恢复问题

🎯 匹配领域: 支柱二：RL算法与架构 (RL & Architecture)

关键词: 光刻工艺 参数恢复 扫描电子显微镜 模型优化 半导体制造

📋 核心要点

  1. 光刻工艺漂移导致图案超出工艺窗口，现有方法难以有效恢复合格的图案形态。
  2. LithoWorld通过建立端点世界模型，结合SEM引导，实现了对光刻参数的有效恢复。
  3. 在73组子集的测试中，LithoWorld的合格区域成功率达到88.5%，显著优于现有方法。

📝 摘要（中文）

光刻工艺漂移可能导致制造的图案超出其工艺窗口，从而产生不合格的扫描电子显微镜（SEM）形态。本文提出了LithoWorld，一个用于SEM引导参数恢复的端点世界模型。内部代表目标共同确定合格的参考外观和修正监督。因果预测分支将当前图像特征与端点表示对齐，而条件流策略生成二维修正作为动作块。该模型从173组测量的SEM中学习，保留未测量的单元作为未知。在73组子集的200对测试中，LithoWorld实现了88.5%的合格区域成功率和46.0%的内部成功率，分别比最强对比方法提高了2.5和6.0个百分点。消融实验分离了目标选择、端点对齐和输出参数化的影响。定性SEM检索展示了在不需要精确参考坐标匹配的情况下恢复合格内部。

🔬 方法详解

问题定义：本文旨在解决光刻工艺漂移导致的图案超出工艺窗口的问题。现有方法在恢复合格图案形态时面临准确性不足和效率低下的挑战。

核心思路：LithoWorld通过建立一个端点世界模型，利用SEM图像引导参数恢复，确保在不需要精确参考坐标匹配的情况下实现合格图案的恢复。

技术框架：该模型包括多个主要模块：内部代表目标用于确定参考外观，因果预测分支用于对齐图像特征，条件流策略用于生成二维修正。整体流程从输入的SEM图像开始，经过特征提取、对齐和修正生成，最终输出恢复的图案。

关键创新：LithoWorld的关键创新在于其端点世界模型的设计，通过因果预测与条件流策略的结合，显著提高了光刻参数恢复的准确性和效率。与现有方法相比，该模型在处理未测量单元时表现出更好的适应性。

关键设计：模型采用173组测量的SEM数据进行训练，设计了特定的损失函数以优化目标选择和参数化，同时在网络结构上引入了条件流策略以增强生成能力。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

LithoWorld在73组子集的测试中实现了88.5%的合格区域成功率和46.0%的内部成功率，分别比最强对比方法提高了2.5和6.0个百分点，展示了其在光刻工艺窗口恢复中的显著优势。

🎯 应用场景

该研究在半导体制造、光刻工艺优化等领域具有广泛的应用潜力。通过提高光刻过程的准确性和效率，LithoWorld能够帮助制造商降低成本、提高产品质量，并推动更高精度的微纳米加工技术的发展。

📄 摘要（原文）

Lithography process drift can move a fabricated pattern outside its process window, producing unqualified scanning electron microscopy (SEM) morphology. We present LithoWorld, an endpoint world model for SEM-guided parameter recovery. Interior representative targets jointly determine qualified reference appearance and correction supervision. A causal predictive branch aligns currentimage features with endpoint representations, while a conditional flow policy generates a two-dimensional correction as an action chunk. The model learns from 173 groups of measured SEMs organized as focus-exposure maps, preserving unmeasured cells as unknown. On 200 test pairs from the 73-group subset, LithoWorld achieves 88.5% qualified-region success and 46.0% interior success, exceeding the strongest comparison method by 2.5 and 6.0 percentage points, respectively. Ablations separate the effects of target selection, endpoint alignment, and output parameterization. Qualitative SEM retrieval illustrates recovery to qualified interiors without requiring exact reference-coordinate matching.