分享ASML與其他團隊在 2026 年 SPIE 先進光刻會議發表的 EUV 光刻模擬研究報告，聚焦高 NA、超高 NA EUV 場景下3D 掩模（M3D） 相對傳統基爾霍夫（KH）理想掩模的成像增益。

一、研究基礎：兩種掩模建模體系

基爾霍夫（KH）理想掩模模型：

僅透過率、相位兩個參數，忽略掩模三維結構，衍射特性與入射光角度無關，是傳統光刻模擬簡化模型。

納入吸收層光學參數 n/k、厚度、多層 MoSi 反射鏡幾何；斜入射下近場會產生複雜干涉，衍射高度依賴光照角度，貼合真實 EUV 掩模物理行為。

核心評價指標：DoF 焦深、NILS 歸一化圖像對數斜率、nilsE=NILS×√THRS 綜合成像效率。

二、核心結論：3D 掩模 + 分瞳曝光（SP）全面超越 KH 掩模

低折射率吸收層具備導光效應：掩模開孔近場光強峰更窄、峰值更高；更多光能耦合進投影 NA 內衍射級次，減少能量外洩。分瞳曝光 SP 抵消 3D 掩模對比度衰減，恢復遠心照明對稱性，拓寬工藝窗口。

NA=0.55 常規高 NA、暗場垂直線條：單曝光 SE 下 KH 掩模 nilsE 更高但焦深受限；分瞳 SP 時所有 3D 掩模綜合性能全面領先，low-n/low-k 吸收層最優，TaBN 性能墊底。

水平線條：整體趨勢同垂直線，但 SP 提升幅度更小，材料性能差距更明顯。

亮場掩模：旁瓣約束會刪減輔助圖形，3D 掩模增益大幅縮水，SP 改善微弱，工藝窗口遠弱於暗場。

Hyper-NA 超高 NA (NA=0.75)：單曝光下 3D 效應壓縮焦深；搭配 SP 後 3D 掩模優勢顯著，材料對成像的影響放大，low-n/low-k 收益最高。

SP 工況下最優照明源幾乎不受掩模模型影響，可先用低成本 KH 模型粗最佳化光源，再用 3D 模型精細修正，降低模擬算力消耗。

3D 掩模支援更大掩模偏置與輔助圖形尺寸，直接改變 OPC 設計思路。

落地條件：需配套適配 3D 掩模的 SMO/ILT 演算法與分瞳曝光光路。

僅搭配分瞳曝光時，3D 掩模成像能力大幅優於 KH 掩模；暗場、垂直線、超高 NA 場景收益最顯著。

low-n/low-k 吸收層是釋放 3D 掩模潛力的最優材料，亮場場景應用價值有限。

後續研究方向是迭代適配 3D 掩模的光刻模擬演算法、開發新型低 n 掩模吸收材料。

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