OPC（光近接効果補正）とは　写るときのゆがみを先回りしてマスクを補正、1組で3,000万CPU時間

OPC（Optical Proximity Correction、光近接効果補正）は、露光でウエハーに写る模様が、設計の形どおりになるように、マスクの模様を前もって補正する技術です。シノプシスは、光学系が起こすゆがみを打ち消すようにマスクの配置を変えることだと説明しています。

なぜ形がずれるのか

露光装置が写せる寸法に近い細かい模様では、光がマスクの縁で回り込み、隣の模様の光と重なります。このため、四角い角は丸くなり、細い線の端は短く縮み、混んだ所とまばらな所で線の太さが変わるのが典型です。近くの模様の影響で起きるため、「近接効果」と呼びます。

OPCでは、写ったときの形を計算でまねて、ずれる分を逆に足しておきます。線の端を少し延ばしたり、角に小さな四角を足したりするのが代表的な補正です。マスクの模様は設計図とは違う形になりますが、ウエハーには設計に近い形が写ります。ASMLは、OPCを、装置の照明の最適化と組み合わせて使う計算リソグラフィの技術の1つとしています。

OPCからILTへ

シノプシスの説明では、ILT（Inverse Lithography Technology、逆リソグラフィ）は、ウエハーに欲しい形から逆算して、必要なマスクの形を数学の最適化で求める方法です。補正の自由度が高く、曲線の模様のマスクも扱えます。一方で、計算が重く、曲線のマスクは作りにくいことが課題でした。シノプシスは、多数の電子ビームで描くマスク描画装置が、曲線のマスクを量産で使えるようにしたとしています。

マスクの補正の主な方法

方法	考え方	マスクの形
OPC	写り方をまねて、ずれる分を足し引きする	主に直線と直角（マンハッタン型）
ILT	欲しい形から、必要なマスクの形を逆算する	曲線も使える
SMO	照明の形とマスクを一緒に最適化する	―

計算の重さ

NVIDIAの2024年3月の発表によると、こうした計算は世界でCPUを年に数百億時間使っています。チップ1つ分のマスクの組で、3,000万CPU時間以上かかることもあります。TSMCとNVIDIAの共同の試験では、GPUを使う計算で、曲線の流れでは45倍、マンハッタン型では約60倍速くなりました。シノプシスのOPCのソフト「Proteus」は、NVIDIAの計算の部品「cuLitho」の上で動きます。

関連する用語

• 計算リソグラフィ：写り方を計算でまねて、マスクや照明を最適化する技術の総称。
• フォトマスク：OPCで補正した模様を描く原版。
• 電子線描画：補正した複雑な模様をマスクに描く技術。