リソグラフィ
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計算リソグラフィと近接効果補正ソフトウェア
ウェハの測定結果に合わせたリソグラフィシミュレーション、近接効果補正、モデル校正。リリースするマスクで描画したパターンを転写し、初回のウェハ処理でその結果を確認できます。
計算リソグラフィとは？
計算リソグラフィは、マスクパターンがウェハにどのように転写されるかを予測し、転写結果が設計と一致するように
マスクを変更するソフトウェアです。その中核となる工程がプロセス近接効果補正です。露光、レジスト、エッチングが
各フィーチャに与える歪みをモデル化し、その歪みを相殺するようにマスクのエッジを移動して、
補正済みマスクをシミュレーションで検証します。
課題
ウェハには、描いたとおりの形状が転写されません。露光波長より小さい寸法では、回折、レジスト、エッチングがそれぞれエッジを目標位置からずらします。線は細くなり、角は丸まり、線端は後退します。完全なレイアウトでも、意図しないシリコン形状が生じることがあります。
ソフトウェアの役割
お客様のシリコン測定結果で校正したモデルにより、そのずれを予測し、レイアウトを補正して、マスク製造工程へデータを渡す前に結果を再シミュレーションします。
使用する場面
新しいノードを認定する際に、対象レイヤーを転写できるか確認する場合。テープアウト時のすべての重要レイヤー。そして歩留まり立ち上げ時に、あるレイヤーのクリティカルディメンションが目標に達しない原因がまだ分からない場合です。
描画レイアウトからシリコン測定結果へ、そして再びレイアウトへ
あるレイヤーのシリコン測定結果が、次のレイヤーの補正を改善します。
入力
設計意図
描画したレイアウト
01
リソグラフィモデル
空間像とレジスト像
02
PPC補正
補償のためにエッジを移動
03
マスクデータ
補正済みで描画可能
04
検証
再シミュレーションとルールチェック
05
シリコンの結果
ウェハ上で測定
出力
モデル校正
測定データに基づくモデルの再フィッティング
戻りの矢印が重要です。独自の測定結果にモデルを再フィッティングすることで、補正が目標どおりに作用します。
1つの補正フローで4つの作業
リソグラフィシミュレーション
マスクの製作費をかける前に、転写結果を確認します。物理ベースのリソグラフィモデルが、各フィーチャの空間像とレジスト像を予測します。
プロセス近接効果補正
校正済みモデルに基づいてレイアウトを補正し、試行錯誤ではなく、生成時点で正しさを確保します。光源・マスク最適化により照明とマスクを同時に調整し、ハイブリッドSRAF配置によってプロセスウィンドウを広げます。
モデル校正
ウェハまたはCD-SEMの測定結果にモデルをフィッティングします。Silvacoの予測プロセスモデルは、光学系に加えてレジスト、エッチング、マスクの挙動も含むため、補正対象の寸法がシリコン上で得られる寸法になります。
検証とルールチェック
補正済みマスクを再シミュレーションし、転写輪郭を目標形状と比較します。その後、マスクルールチェックにより、リリース前にすべての形状が描画可能であることを
確認します。
リソグラフィツール
Silvacoは2025年3月にCadenceからProcess Proximity Compensationを取得しました。
DimensionPPCは曲線マスクを扱います。
パターンの維持が難しくなる領域
物理法則はどの領域でも同じです。変わるのは、どの歪みが許容誤差を消費するかです。
MEMSとセンサ
深掘りエッチングと極端に高いアスペクト比
化合物半導体
シリコン以外の基板上のレジスト
ファウンデリ、ノード、形式、プラットフォーム
動作環境と適用対象。公開情報がない項目については、その旨を示します。
ファウンデリとノード
PPCは、大きな形状から最先端プロセスまで、量産で使用されています。PDK一覧はSilvacoのアナログおよびカスタムICツールを対象としています。リソグラフィの対応範囲については直接お問い合わせください。
OSと計算環境
合成と検証は汎用ハードウェア全体でパイプライン化されるため、レイヤー全体のジョブをクラスタに分散できます。
利用企業と適用対象
DRAM
曲線OPC
Micron
DimensionPPC上で曲線OPCフローを評価・実装し、複数のDRAMレイヤーに適用して成功しました。マンハッタン形状のマスクでは、歩留まりを確保しながらマスクルールを満たすには制約が厳しすぎるケースでした。
Nobue Kosa、技術スタッフ、先端マスク開発、レシピおよびツール開発
リソグラフィとTCADプロセスシミュレーション
リソグラフィがウェハ上に形成される形状を決定します。TCADプロセスシミュレーションはそこから引き継ぎ、エッチング、堆積、イオン注入を経て、動作するデバイスに至るまでを扱います。
リソグラフィの論文とセッション
フォームへの入力なしで、すべてお読みいただけます。
カンファレンスセッション
2026
曲線OPCの応用
DimensionPPCを用いた、MicronのDRAMレイヤーにおける曲線OPCの取り組み。
学術誌の記事
2006年2月
Athena/Optolithによる近接露光リソグラフィのシミュレーション
アーカイブ資料。投影系を用いない近接露光と、レジスト内の空間像がマスクの歪んだ像となる理由を解説します。近接効果補正が相殺しようとする現象です。
学術誌の記事
2003年2月
ATHENAの光リソグラフィモデル
アーカイブ資料。コンタクト、近接、投影リソグラフィを支えるモデル群。複素屈折率に対するHelmholtz方程式の解、ビーム伝搬、非線形レジスト挙動を扱います。
学術誌の記事
2000年8月
複雑な非平面レジスト・基板構造における露光
アーカイブ資料。段差形状上の反射とノッチング、および露光量依存の屈折率。既存構造上のパターニングが平坦なウェハ上より難しくなる要因を扱います。
リソグラフィツールのライセンスとサポート
発注前に確認したい事項。公開されている回答が他の製品ファミリを対象とし、
このファミリを含まない場合には、その点を明示します。
リソグラフィに関する質問
プロセス近接効果補正とは何ですか？
プロセス近接効果補償は、ウェハに転写されるパターンがレイアウトと一致するようにフォトマスクを調整します。マスクからウェハへの転写で各フィーチャがどのようにずれるかを計算し、そのずれを相殺するように、あらかじめマスク形状を変形させます。SilvacoのPPCスイートは、この処理に由来する名称です。
PPCとOPCはどのように異なりますか？
光近接効果補正（OPC）は、露光時の光学系の影響を補正します。PPCは、最終寸法を変化させるレジスト、エッチング、マスクの影響も考慮します。SilvacoのProcess Proximity Compensationは、これらの広い範囲をカバーするプロセスモデルを備えたOPCスイートであり、実際に測定する寸法を目標に補正します。
計算リソグラフィは何に使用しますか？
計算リソグラフィは、露光波長より小さいフィーチャを正しく転写するために使用します。先端ノードでは、すべての重要レイヤーが対象となります。ノードの認定時、テープアウトに向けたマスクデータの準備時、また寸法を維持できないレイヤーが原因で歩留まりの立ち上げが停滞した場合に活用します。
リソグラフィモデルはどのように校正しますか？
お客様自身の測定結果に基づいて校正します。テストパターンを転写し、CD-SEMなどの計測手段で測定して、シミュレーションがウェハ上の結果を再現するまでモデルを調整します。Silvacoの予測プロセスモデルは、この方法でレジスト、エッチング、マスクの挙動をフィッティングし、一般的なプロセスではなく、お客様のプロセスを表現します。
リソグラフィはSilvaco TCADとどのようにつながりますか？
同じウェハの前後の工程を担います。リソグラフィが転写パターンを決定し、Victory Processを含むSilvaco TCADが、その後ファブで行われる処理をモデル化します。どちらもSilvacoのAIを活用した製造部門に属し、TCADの物理モデルをファブエンジニアがリアルタイムで利用できるFTCOとともに提供されます。
どのファウンデリとノードに対応していますか？
SilvacoのPDK一覧は、アナログおよびカスタムICツールへの対応を示しています。リソグラフィはその対象外です。そのため、マスクフローについては、お客様のレイヤー種別で補正実績があるかどうかが重要です。その点についてお問い合わせください。
GPUで実行できますか？
現時点の公開情報では、PPCは合成と検証を汎用ハードウェアに分散します。クラスタの規模とレイヤー数をお知らせいただければ、実行に必要な規模をご案内します。
大学の研究で利用できますか？
SilvacoのUniversity Programは、商用販売とは別に、研究・教育向けのツールライセンスを200を超える大学に提供しています。研究グループのプロジェクト内容を添えて、同プログラムにお問い合わせください。