半导体行业报告：计算光刻技术管控升级，光刻工艺设备、材料、软件（10页）

行业报告下载 2020年04月22日 06:51 管理员

“计算光刻”是利用计算机建模、仿真和数据分析等手段，来预测、校正、优化和验证光刻工艺在一系列图案、工艺和系统条件下的成像性能。计算光刻通常包括光学邻近效应修正（OPC）、光源-掩膜协同优化技术（SMO）、多重图形技术（MPT）、反演光刻技术（ILT）等四大技术。随着线宽不断微缩，计算光刻软件的需求日益增加。 1、光学邻近效应修正（OPC）光学邻近校正(OPC)是一种光刻增强技术，主要在半导体器件的生产过程中使用，目的是为了保证生产过程中设计的图形的边缘得到完整的刻蚀。这些投影图像因光学衍射而失真如果得不到纠正，可能大大改变生产出来的电路的电气性能。光学邻近校正通过移动掩膜版上图形的边缘或添加额外的多边形来纠正这些错误。根据宽度和间距约束（即基于规则的 OPC），或者是通过使用紧凑的模型动态仿真（即基于模型的 OPC）的结果预先计算出一个查找表，根据这个查找表来决定怎样移动图案的边缘，找到最好的解决方案。OPC的目标是尽可能的使硅片上生产出的电路与原始的电路一致。一般来说，当晶圆上的线宽小于曝光波长时，必须对掩膜上的图形做邻近效应修正。例如，使用 248nm波长光刻机，当图形线宽<250nm 时，必须使用简单的修正；当线宽<180nm 时，则需要非常复杂的修正。使用 193nm波长光刻机，当最小线宽<130nm时，就必须做图形修正。

光源—掩膜协同优化(Source Mask Optimization, SMO)仿真计算的基本原理与基于模型的邻近效应修正类似。光源—掩膜协同优化计算出的结果，不仅包含一个像素化的光源，而且包括对输入设计做的邻近效应修正。由于光照参数和掩膜上的图形可以同时变化，优化计算的结果可能不是唯一。 SMO技术是 14纳米及以下技术节点必不可少的一项分辨率增强技术，针对特定层的设计规则、掩膜结构、光刻胶层属性和结构等，根据光学模型对光源形状、强度分布和掩膜形状进行同时优化，以获得具有最大光刻工艺窗口的定制型光源和修正后的掩膜形状。

反演光刻技术，即将光学邻近效应校正（OPC）或光源-掩膜交互优化（SMO）的过程看作逆向处理的问题，将光刻后的目标图形设为理想的成像结果，根据已知成像结果，根据成像系统空间像的变换模型，反演计算出掩膜图像。反演光刻技术非常复杂，特别是对整个芯片而言计算量很大。目前普遍的做法是先使用通常的模型修正（OPC+SRAF）来完成掩膜数据的处理，然后找出其中不符合要求的部分。把这些“坏点”截取出来，局部做 ILT处理，得到最佳的修正。最后再把经 ILT处理后的部分贴回到数据中去。这种局部的 ILT处理，可以节省大量的计算时间。