近日，中國(guó)科學(xué)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(lèi)技術(shù)即計(jì)算光刻技術(shù)（Computational Lithography）。該技術(shù)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與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?lèi)型的成像失真歸結(jié)為兩種類(lèi)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(lèi)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)研究成果發(fā)表在Optics Express上。研究工作得到國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)和上海市自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。