中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)刊文稱,上海光機(jī)所在計(jì)算光刻技術(shù)研究方面取得重要進(jìn)展。

近日,中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室提出一種基于虛擬邊(Virtual Edge)與雙采樣率像素化掩模圖形(Mask pixelation with two-phase sampling)的快速光學(xué)鄰近效應(yīng)修正技術(shù)(Optical proximity correction, OPC)。仿真結(jié)果表明,該技術(shù)具有較高的修正效率。

光刻是極大規(guī)模集成電路制造的關(guān)鍵技術(shù)之一,光刻分辨率決定集成電路的特征尺寸。隨著集成電路圖形的特征尺寸不斷減小,光刻系統(tǒng)的衍射受限屬性導(dǎo)致明顯的光學(xué)鄰近效應(yīng),降低了光刻成像質(zhì)量。

在光刻機(jī)軟硬件不變的情況下,采用數(shù)學(xué)模型和軟件算法對(duì)照明模式、掩模圖形與工藝參數(shù)等進(jìn)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(jì)算光刻技術(shù)(Computational Lithography),被認(rèn)為是推動(dòng)集成電路芯片按照摩爾定律繼續(xù)發(fā)展的新動(dòng)力。

OPC技術(shù)通過(guò)調(diào)整掩模圖形的透過(guò)率分布修正光學(xué)鄰近效應(yīng),從而提高成像質(zhì)量。基于模型的OPC技術(shù)是實(shí)現(xiàn)90nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)集成電路制造的關(guān)鍵計(jì)算光刻技術(shù)之一。

上海光機(jī)所科研人員提出的這種基于虛擬邊、雙采樣率像素化掩模圖形的快速光學(xué)鄰近效應(yīng)修正技術(shù),能夠?qū)⒉煌愋偷某上袷д鏆w結(jié)為兩種類型的成像異常,即內(nèi)縮異常與外擴(kuò)異常。

利用不同的成像異常檢測(cè)模板,依次在掩模圖形的邊緣和拐角等輪廓偏移判斷位置進(jìn)行局部成像異常檢測(cè),確定異常類型及異常區(qū)域的范圍。

根據(jù)異常檢測(cè)位置與異常區(qū)域范圍,自適應(yīng)產(chǎn)生虛擬邊。通過(guò)移動(dòng)虛擬邊調(diào)整掩模的局部透過(guò)率分布,從而修正局部成像異常。借助修正策略和修正約束,實(shí)現(xiàn)高效的局部修正和全局輪廓保真度控制。

另外,雙采樣率像素化掩模充分利用了成像系統(tǒng)的衍射受限屬性,在粗采樣網(wǎng)格上進(jìn)行成像計(jì)算與異常檢測(cè),在精采樣網(wǎng)格上進(jìn)行掩模修正,兼顧了成像計(jì)算效率與掩模修正分辨率。

利用多種掩模圖形進(jìn)行驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明該OPC技術(shù)的修正效率優(yōu)于常用的基于啟發(fā)式算法的OPC技術(shù)。

相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在Optics Express上(論文鏈接)。

基于虛擬邊的成像異常修正:(a)外擴(kuò)異常修正,(b)內(nèi)縮異常修正