Research progress on mask optimization technology at advanced technology nodes

光刻机是超大规模集成电路制造的核心设备，其主要作用是将设计完成的电路版图高精度地转移至硅片等基底表面，从而实现芯片功能的高密度集成。在摩尔定律的推动下，芯片图形的关键尺寸持续缩小，逐渐接近投影式光刻机分辨率的物理极限。与此同时，受限于光的衍射效应，以及各类系统像差、随机误差和工艺波动等多种因素，光刻过程中图形转移的精度和一致性也面临着严峻挑战。为突破这些技术瓶颈，进一步提升光刻成像的分辨率和图形保真度，业界广泛应用了多种分辨率增强技术（Resolution Enhancement Techniques, RETs），包括光源参数优化、掩模设计改进及光刻工艺优化等方式。其中，掩模优化作为RETs的重要手段之一，通过精确调整掩模图案，能够有效解决光学邻近效应（Optical Proximity Effect, OPE）等引发的图像失真问题，从而显著提高光刻分辨率和优化工艺窗口。随着集成电路制造工艺节点的推进，掩模优化技术已从基于经验规则的修正方法，逐步发展为融合了物理模型与先进数学算法的计算光刻方法。本文系统综述了掩模优化技术的基本原理与模型，重点分析了（Optical Proximity Correction, OPC）、光源掩模联合优化（Source Mask Optimization, SMO）、反演光刻（Inverse Lithography Technology, ILT）以及曲线掩模（Curvilinear Mask）等关键技术。最后，探讨了这些技术在实际应用中的情况及其在光刻领域的最新研究进展，为应对先进工艺节点下的光刻技术挑战提供重要的参考依据。