光源光罩最佳化(SMO:Source-Mask Optimization)是同時最佳化微影曝光光源的形狀(光源形狀)與光罩上的圖案(含 OPC 修正),藉此將晶圓上轉印圖案的保真度・焦深(DOF)・曝光裕度最大化的計算微影技術。可定位為把 OPC(光學鄰近效應修正)擴展到光源設計的技術。
SMO 以照明形狀(雙極・四極・自由形狀等)與光罩圖案(主圖案+輔助圖形)為變數,以基於微影模擬(Hopkins 繞射計算)的最佳化演算法(逆問題求解器)求解。最佳化的目標函數包括晶圓 EPE(Edge Placement Error)最小化・製程窗口最大化等。
SMO 重要性提高的背景,在於 EUV 曝光機與先進 DUV 浸潤式掃描機所使用的自由形狀照明(艾司摩爾的彈性照明器(flexible illuminator))的普及。照明形狀的自由度越高,最佳化的效果就越大,但計算量也變得非常龐大。SMO 透過與 EDA(Electronic Design Automation)工具的整合,被納入光罩資料製作流程中。
SMO 是與光罩製造密不可分的技術。將 SMO 最佳化得到的自由形狀照明輪廓設定到掃描機上,並以電子束寫入機(mask writer)寫入對應的 OPC 修正後光罩資料。光罩的製造精度(CD 精度・位置精度)決定了實現 SMO 效果的極限,因此與光罩設備(mask-writing・mask-repair)的協同很重要。
計算工具方面,新思科技(Synopsys,Sentaurus Lithography)、Mentor Graphics(Calibre)、艾司摩爾(Brion TachyonSMO)是主要業者。運用 AI/機器學習加速 SMO 計算的研究也在進行中,從圖案設計→SMO→OPC→光罩製造的一條龍最佳化已成為次世代 EDA 的課題。