Qu'est-ce que OPC (correction optique de proximité) ?

Technique qui corrige à l'avance les motifs du masque pour compenser les déformations dues notamment à la diffraction de la lumière.

Nom japonais: OPC(光学近接効果補正)

« OPC (correction optique de proximité) » apparaît dans 11 questions d'entraînement réparties sur 2 thèmes, dont Lithographie, Flot de conception de circuits intégrés et EDA.

Domaine: Lithographie

Pourquoi les motifs imprimés se déforment

Lorsque les motifs approchent de la limite de résolution (petit k1 dans R = k1·λ/NA), l'objectif de projection ne laisse passer que quelques ordres de diffraction : l'image d'un motif est donc une version floue du masque. Les extrémités de lignes se rétractent, les angles s'arrondissent, et la largeur d'une même ligne dessinée diffère selon que ses voisines sont denses ou isolées. La résine et la gravure ajoutent leurs propres biais dépendant des motifs. Sans correction, ces effets modifient la longueur de grille des transistors et peuvent créer des ponts ou des étranglements dans les lignes : le masque doit donc différer du motif visé sur la plaquette.

OPC à base de règles et OPC à base de modèles

Les premières OPC étaient à base de règles : des tables de correspondance ajoutaient des biais fixes, des serifs aux angles et des têtes de marteau (hammerheads) aux extrémités de lignes. L'OPC moderne à base de modèles découpe les bords des polygones en courts fragments, simule l'image aérienne et la réponse de la résine avec des modèles calibrés sur des mesures de plaquettes de test, et déplace chaque fragment de façon itérative jusqu'à ce que le contour simulé corresponde à la cible, en minimisant l'erreur de placement des bords (EPE). Des motifs d'assistance sous-résolution (SRAF), lignes supplémentaires trop étroites pour s'imprimer, sont souvent ajoutés à côté des motifs isolés pour qu'ils se comportent davantage comme des motifs denses et conservent une fenêtre de procédé plus large.

L'OPC parmi les techniques d'amélioration de la résolution

L'OPC fait partie des techniques d'amélioration de la résolution, avec l'éclairage hors axe et les masques à décalage de phase, qui ont fait baisser le k1 de production d'environ 0,6 à environ 0,27 à 0,3. Leur objectif commun est une large fenêtre de procédé, c'est-à-dire la plage de dose et de mise au point qui maintient les dimensions dans les tolérances. L'optimisation conjointe source-masque (SMO) calcule ensemble la forme de l'éclairage et le motif du masque, et la lithographie inverse (ILT) dérive des masques curvilignes de forme libre à partir de l'image souhaitée. L'EUV nécessite toujours l'OPC, y compris des corrections pour la lumière parasite (flare) due à la rugosité des miroirs et pour les effets 3D du masque.

Place de l'OPC dans le flot

L'OPC est appliquée après le tape-out, lorsque le layout de conception au format GDSII ou OASIS est transformé en données de masque. Les données corrigées sont vérifiées par simulation lithographique afin de trouver les points chauds (hotspots), endroits susceptibles de former des ponts ou des étranglements bien que les règles de conception soient respectées, puis fracturées et écrites sur le masque, généralement avec des masqueurs à faisceau d'électrons ou multifaisceaux. L'OPC multiplie le nombre de polygones : elle exige de grands clusters de calcul et une accélération par GPU, et allonge l'écriture des masques. Le layout du concepteur reste inchangé ; l'OPC ne modifie que ce qui est placé sur le masque.

S'entraîner : questions sur OPC (correction optique de proximité)

Quelle description de l'OPC (correction des effets de proximité optique) est correcte ?

  1. AEnduire une résine épaisse pour améliorer la résolution
  2. BNettoyer le masque pour éliminer les particules
  3. CCorriger au préalable les motifs du masque afin de réduire les écarts de forme après transfert
Afficher la réponse et l'explication

Réponse : C. Corriger au préalable les motifs du masque afin de réduire les écarts de forme après transfert

Pour des motifs proches de la limite de résolution, la diffraction et les interférences de la lumière raccourcissent les extrémités de lignes (recul de fin de ligne), arrondissent les coins ou font varier la largeur des lignes selon la densité des motifs environnants. L'OPC anticipe ces déformations par simulation et ajoute aux extrémités des motifs du masque des formes auxiliaires comme des têtes de marteau ou des sérifs, ou ajuste finement les dimensions. Pour les masques avancés, les calculs d'OPC mobilisent des calculateurs de grande capacité.

Questions fréquentes

Quelle différence entre OPC à base de règles et OPC à base de modèles ?

L'OPC à base de règles applique des corrections fixes issues de tables de correspondance selon la géométrie locale. L'OPC à base de modèles simule la façon dont chaque motif s'imprimera et déplace itérativement des segments de bord jusqu'à ce que le contour prédit corresponde à la cible, ce qui traite bien mieux les layouts complexes.

Que sont les SRAF en OPC ?

Les motifs d'assistance sous-résolution (SRAF) sont de fins motifs de masque placés près des motifs isolés et trop petits pour s'imprimer eux-mêmes. Ils font que les lignes isolées se forment davantage comme des lignes denses, ce qui élargit la fenêtre de dose et de mise au point.

L'OPC est-elle encore nécessaire en lithographie EUV ?

Oui. Les procédés EUV fonctionnent eux aussi à faible k1, et ils ajoutent des effets comme la lumière parasite (flare) due à la rugosité des miroirs et l'ombrage 3D du masque, que l'OPC doit corriger.

« OPC (correction optique de proximité) » dans les explications

Questions mentionnant « OPC (correction optique de proximité) » (11)

  1. Quelle description de l'OPC (correction des effets de proximité optique) est correcte ?
  2. Quel équipement est principalement utilisé pour écrire les motifs des photomasques (réticules) ?
  3. Quelle description du coefficient k1 de la formule de résolution R = k1 × λ / NA est correcte ?
  4. Comment appelle-t-on la plage de conditions dans laquelle les dimensions du motif restent dans la tolérance malgré les variations de dose et de mise au point ?
  5. Quelle technique améliore la résolution en optimisant simultanément par calcul la forme de l'illumination de l'équipement d'exposition et les motifs du masque ?
  6. Quelle est la principale cause de la « lumière parasite » (flare) qui pose problème en lithographie EUV ?
  7. Dans les masques EUV, comment appelle-t-on le phénomène par lequel l'épaisseur des motifs d'absorbeur, non négligeable par rapport à la longueur d'onde, fait que la lumière oblique crée des ombres, etc., et affecte l'image ?
  8. Comment appelle-t-on les points faibles d'une disposition conçue où la simulation d'exposition ou d'usinage prévoit que les motifs se pontent ou se rompent facilement ?
  9. Quel est le format typique des données de layout remises au fabricant pour la fabrication des masques ?
  10. Dans la vérification en SystemVerilog, quelle méthodologie standard sert à construire des environnements de test (bancs de test) facilement réutilisables ?
  11. En vérification de layout, quel contrôle recherche les erreurs de connexion électrique, comme une entrée laissée flottante (non connectée) ou un court-circuit entre alimentations ?

Calculateurs pour semi-conducteurs

Termes associés

Fenêtre de procédé Dose Ouverture numérique (NA) GPU Lithographie EUV Absorption (perte de chiffres) Tape-out Verilog Netlist SPICE

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