OPC：芯片制造中最关键的的大骗子！

阿阳937 · 发表于 2023-4-6 10:21:34

OPC的英文全称为：Optical Proximity Correction，翻译过来的意思是，光学邻近修正，这和“大骗子“又有什么关系呢？
我们知道，在现代芯片制造的工艺中，有着光刻那么一个环节！光刻是芯片制造过程中最重要的一个步骤，就像是用“光刀”在晶圆上“雕刻”一样。“雕刻”当然是要“刻”出特定的图案的。这个图案首先要呈现在掩模版（photomask）上。掩膜板就像是漏字板，激光一照，通过镜头，“漏字板”上的图案也就落到了硅片上。

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素材图来自集微网

简单来说，我们需要设计好的电路图案需要通过光刻机转印到晶圆上才能完成芯片的制造。
这个过程就好比我们在纸上画好了图案，想把图案印在晶圆上面！

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自己画的

这印出来的结果，不能说是一模一样，只能说是毫不相关！
这比开了100级美颜加P图还要夸张!
为什么会这样呢？
这是因为在半导体发展的过去几十年，晶体管和互联间距变得越来越小，原本一切发展都还算顺利。但“大概30年前，晶体管的尺寸变得比（光刻机所用的）激光波长还要小（科技发展的太迅猛！），于是衍射效应就产生了，晶体管成像就会变得模糊”。
对光学或者摄影有了解的同学，对衍射效应应该不会陌生。对于照相机而言，当光圈小到某种程度以后，照片受到衍射效应的影响就会非常明显，导致画面解析力的大幅下降。
简单而言，就是照片与实物严重不符！照骗！！！

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图片来自知乎

那该怎么办呢？
在芯片制造的流程中，精细是最重要的，那这偏差那么大，芯片做出来还能用吗？
指定不行！
为了解决这个问题，OPC就华丽登场了！
OPC的作用就是帮助解决掉“照骗“这个问题，让我们设计的芯片图案和光刻到晶圆上的图案不说一模一样，也得是八九不离十！

那么OPC是如何做到的呢？
OPC就是智慧的芯片科学家们使用了以毒攻毒这样的方法来解决衍射造成的偏差！
既然我们给出的图像会由于光的衍射变形，那么如果我们一开始就给出的图形就是歪的，会不会反而可以衍射成我们想要的图案呢？
答案是可以！！！

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自己画的

就像上面的示意图，我们一开始画的是歪的，没想到这样光刻后反而得到了最初理想的样子。
那么这一开始的图案是随便乱画出来的吗？
当然不是！
由于我们想要得到理想图，所以我们得模拟光的衍射所造成的变化。这就是计算光刻技术！
计算光刻技术是通过对掩膜、光源的正向或反演优化，降低因光波衍射影响光刻效果的程度。计算光刻是采用计算机软件模拟、仿真光刻工艺的光化学反应和物理过程，从理论上指导光刻工艺参数的优化。

拿国际算力芯片龙头英伟达最近所发布的CuLitho所举例，想要在晶圆上印出LOGO来，那事先计算好的图案会是什么样呢？

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素材图来自腾讯新闻客户端

当然，由于要模拟光的衍射所造成的影响，那么所需要的计算量肯定是巨大的，所以OPC也是很吃“硬件“。这也是为什么计算光刻技术需要大量GPU加速的原因。
芯天成光学邻近矫正平台EsseOPC

深圳国微芯OPC工具团队自主创新，开发出了一整套性能卓越的OPC系统架构，并自主拥有独立完整的相关知识产权。于今年年初发布了EsseRBOPC和EsseRBAF等相关产品。
其中EsseRBOPC可为各类技术节点提供稳定、准确、高效的工业级别全芯片版图修正方案，以应对在先进制程的半导体工艺中所发生光学衍射而导致的误差，大幅提升芯片良率。
EsseRBAF则能够为工业级芯片版图开发全面、精确的亚分辨率辅助图形，使芯片在光刻工艺中获得更大的工艺窗口，得到更稳定的晶圆成像。
凭借国微芯OPC团队经验丰富的OPC芯片工程师的专业支持，国微芯能够为客户提供量身定制的最佳OPC解决方案，帮助客户加速产品开发周期、提高测试效率、降低成本、保障芯片可靠性，并缩短产品上市时间，提升产品的市场竞争力。
在芯片制程逐渐升级的今天，计算光刻的地位将不断的提升，我们的OPC团队会为做出“好“芯片把好关。

OPC：芯片制造中最关键的的大骗子！

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