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)室提出了一種基于虛擬邊（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。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《Optics Express》(29(11), 17440-17463, 2021)。

光刻是極大規(guī)模集成電路制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，光刻分辨率決定了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)為是二十一世紀(jì)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。中科院上海光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)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�類型的成像失真歸結(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)研究得到了國(guó)家02科技重大專項(xiàng)和上海市自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。

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