“OPC是EDA(电子设计自动化)工业软件的一种,没有这种软件,即使有光刻机,也造不出芯片。从基础研究到产业化应用,我们团队整整走了十年。十年磨一剑,就是要解决芯片从设计到制造的卡脖子问题。”在光谷,华中科技大学教授刘世元创立的宇微光学软件有限公司(以下简称“宇微光学”),已成功研发全国产、自主可控的计算光刻OPC软件,填补国内空白。目前正在做集成与测试,并到芯片生产厂商做验证。
刘世元介绍,光刻是芯片制造中最为关键的一种工艺,通过光刻成像系统,将设计好的图形转移到硅片上。随着芯片尺寸不断缩小,硅片上的曝光图形会产生畸变。在90nm甚至180nm以下芯片的光刻制造前,都必须采用一类名为OPC(光学临近校正)的算法软件进行优化。没有OPC,所有IC制造厂商将失去将芯片设计转化为芯片产品的能力。目前,全球OPC工具软件市场完全由Synopsys、Mentor、ASML-Brion等三家美国公司占领。
宇微光学成立于2020年10月,致力于光刻掩模优化设计技术与软件(OPC软件)的自主开发,旨在打破Synopsys、Mentor、ASML-Brion三家美国公司垄断,保障我国IC制造厂商持续将芯片设计转化为芯片产品的能力。
宇微光学成立于2020年10月,公司依托华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室、武汉光电国家研究中心等国家级平台在集成电路制造领域十余年深耕取得的重要成果,致力于光刻掩模优化设计技术与软件(OPC软件)的自主开发,旨在打破Synopsys、Mentor、ASML-Brion三家美国公司垄断,保障我国IC制造厂商持续将芯片设计转化为芯片产品的能力。
常用于晶圆制造阶段的一种EDA软件——OPC软件。大家知道光刻(lithography)是集成电路制造中最重要的步骤,是目前最主要的在晶圆上制作亚微米和纳米精度图形的技术。光刻是利用光化学反应(Photo-Chemical Reaction,PCR)原理把制备在掩模上的图形通过光刻投影系统转印至晶圆上的过程。光照射在掩模上发生衍射,衍射级被投影透镜收集并会聚在光刻胶表面,这一成像过程是一个光学过程;投影在光刻胶上的图像激发光化学反应,烘烤后导致光刻胶局部可溶于显影液,这是化学过程。如此说来,光刻包括光学和化学过程
计算光刻技术其实就是利用软件和高性能计算,来模拟仿真光刻过程中的光学和化学过程,或者说是模拟光学邻近效应修正(Optical Proximity Correction,OPC),从理论上探索增大最小可分辨特征尺寸(Minimum Resolvable Feature size,MRF)和工艺窗口(Process Window,PW)的途径,指导工艺参数的优化
在OPC修正之前,首先是使用光罩进行曝光,收集相关数据,在不同数据对比中,确定最佳Focus和dose。然后数据交给负责建立OPC model的工程师,build model。Model相当于OPC的一把尺。后来就交给Recipe run OPCOPC之前的版图是preOPC,也就是design部门给的设计图纸。经过修正之后的叫PostOPC,会经过数据整合和格式转换发送给光罩厂制作光罩。OPC部门因此可以看做是芯片制造的最前端(除了design)。
EDA涵盖了电子设计、仿真、验证、制造全过程的所有技术,诸如:系统设计与仿真,电路设计与仿真,印制电路板(PCB)设计与校验,集成电路(IC)版图设计、验证和测试,数字逻辑电路设计,模拟电路设计,数模混合设计,嵌入式系统设计,软硬件协同设计,芯片上系统(SoC)设计,可编程逻辑器件(PLD)和可编程系统芯片(SOPC)设计,专用集成电路(ASIC)和专用标准产品(ASSP)设计技术等。高级硬件描述语言和IP芯核被广泛采用,使得电子设计方式以及电子系统的概念发生了根本性的改变。在电子设计自动化出现之前,设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作,这是因为当时所谓集成电路的复杂程度远不及现在。
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