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2019 年最新版“瓦森納安排 Wassenaar Arrangement”的“軍民兩用技術(shù)清單”中，在 2018 年版的基礎(chǔ)上，將原“物理模擬軟件 Physics-based simulation software”修改為“計算光刻軟件 Computational lithography software”。
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2018 年版的內(nèi)容表述為：物理模擬軟件

2019 年版的內(nèi)容直接表述為：計算光刻軟件。

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芯思想研究院對歷年“瓦森納安排”的“軍民兩用技術(shù)清單”進行了仔細研讀后發(fā)現(xiàn)，針對這一條款，在“瓦森納安排”24 年的歷史中，經(jīng)過兩次修訂，第一次修訂是 2003 年版，將最初的“計算機輔助設(shè)計軟件 Computer-aided-design（CAD） software”修訂為“物理模擬軟件 Physics-based simulation software”。
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芯思想研究院認為，這一條款修訂非常關(guān)鍵，每次修訂都將范圍擴大，而且這次修訂特別指明極紫外光（Extreme Ultra-violet，EUV）光刻，直接擊打在中國半導(dǎo)體光刻工藝研發(fā)的七寸上。

光刻（lithography）是集成電路制造中最重要的步驟，是目前最主要的在晶圓上制作亞微米和納米精度圖形的技術(shù)。光刻是利用光化學(xué)反應(yīng)（Photo-Chemical Reaction，PCR）原理把制備在掩模上的圖形通過光刻投影系統(tǒng)轉(zhuǎn)印至晶圓上的過程。光照射在掩模上發(fā)生衍射，衍射級被投影透鏡收集并會聚在光刻膠表面，這一成像過程是一個光學(xué)過程；投影在光刻膠上的圖像激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，烘烤后導(dǎo)致光刻膠局部可溶于顯影液，這是化學(xué)過程。如此說來，光刻包括光學(xué)和化學(xué)過程。
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計算光刻技術(shù)其實就是利用軟件和高性能計算，來模擬仿真光刻過程中的光學(xué)和化學(xué)過程，或者說是模擬光學(xué)鄰近效應(yīng)修正（Optical Proximity Correction，OPC），從理論上探索增大最小可分辨特征尺寸（Minimum Resolvable Feature size，MRF）和工藝窗口（Process Window，PW）的途徑，指導(dǎo)工藝參數(shù)的優(yōu)化。
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要了解計算光刻技術(shù)的意義，我們要先了解一下有關(guān)光刻投影系統(tǒng)的幾個概念。
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1、光刻投影系統(tǒng)的最小可分辨特征尺寸（Minimum Resolvable Feature size，MRF）?
投射到晶圓上的特征圖的精度，取決于投影系統(tǒng)的光波長，以及經(jīng)過光掩模板（illuminated mask）衍射光的衍射級次有多少能被投影透鏡系統(tǒng)（Projection Optical System）捕獲。當前最常用的光刻投影系統(tǒng)使用的深紫外光（Deep Ultra-violet，DUV）是由波長為 248nm 和 193nm 的準分子激光器產(chǎn)生的。但是先進制造工藝已經(jīng)進展到了 7 納米和 5 納米，這些工藝使用的極紫外光（EUV）是由波長 13.5nm 的激光器產(chǎn)生的。
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光刻投影系統(tǒng)能夠刻印的最小可分辨特征尺寸（Minimum Resolvable Feature size，MRF）的計算公式如下：

MRF=曝光光源波長（λ）* k1/NA

*k1 是一個獨立于光學(xué)成像的因子，取決于光刻投影系統(tǒng)和光刻膠的性質(zhì)等因素，通常為一個 0.25-1 之間的常數(shù)（從 1996 年至今，最初是 0.7，也有過 0.4，現(xiàn)在是 0.35）

*NA 是投影鏡頭的數(shù)值孔徑（Numerical Aperture，NA）
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通過這個公式，我們可以看到 MRF 與λ是成正比的，與 NA 成反比的。要提高 MRF，可以減小曝光光源波長λ，增大數(shù)值孔徑 NA 。當掩模版圖形尺寸遠大于光源波長 λ ,?亦即遠大于 MRF 時，由衍射產(chǎn)生的圖形偏差可以忽略不計，在這種情況下光刻膠膜中通過曝光形成的光刻圖形與掩模版圖形基本相同。然而由于技術(shù)發(fā)展和資金規(guī)模的限制，光刻投影系統(tǒng)所用光源波長的減小速度遠遠慢于電路特征尺寸的減小速度。
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這樣我們就可以理解 ASML 的 EUV 光刻投影系統(tǒng)要加大 NA，目前 NEX:3400C 的 NA 是 0.33，ASML 正在和 Carl Zeiss（卡爾蔡司）努力將 NA 提升至 0.55，以裝備在 EXE:5000 光刻投影系統(tǒng)中，如果完成，MRF 將縮小 30%，工藝進展可至 3 納米。
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2、光刻投影系統(tǒng)可清晰成像的尺度范圍 / 焦深（Depth of Focus，DoF）
由于晶圓平整度誤差、光刻膠厚度不均勻、調(diào)焦誤差以及視場彎曲等因素的存在，最佳成像平面與實際成像平面之間總是存在一定誤差，這被稱之為離焦。離焦一般會導(dǎo)致成像質(zhì)量下降，并且由于光刻膠層有一定的厚度，要保證蝕刻質(zhì)量也要求其上下表面的成像有一定的一致性。這都要求成像系統(tǒng)能夠保證在理想成像平面上下一定范圍之內(nèi)都有較佳的成像效果。一般將這一范圍稱之為焦深（Depth of Focus，DoF）。簡單地說，就是在芯片表面最高處和最低處都必須達到分辨率的要求。
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焦深可以通過下面的公式計算：

DoF=曝光光源波長（λ）* k2/NA2

*NA 是投影鏡頭的數(shù)值孔徑（Numerical Aperture）

*k2 因子隨照明方式的不同而變化，理論上可以大于 1
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通過這個公式，我們可以看到 DoF 與λ是成正比的，與 NA 成反比的。要提高 DoF，可以增加光源波長λ，減小數(shù)值孔徑 NA 。
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那么問題來了，MRF 是越小越好，DoF 則是越大越好。因此通過減小光源波長λ以及增大 NA 的方法，在提高分辨率的同時，也會降低系統(tǒng)的焦深，兩者是矛盾的。所以增加 NA 要和 DoF 折中考慮。
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專家還對筆者表示，設(shè)計曝光系統(tǒng)時還需要折中考慮曝光區(qū)域（exposure field）。曝光區(qū)域越小，就需要更多的時間來完成整片晶圓的曝光。
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3、曝光區(qū)域（exposure field）

在光刻工藝中，光刻投影系統(tǒng)單次實現(xiàn)曝光所能支持的最大區(qū)域范圍為曝光區(qū)域。先進步進掃描式（Scanner）光刻投影系統(tǒng)所能支持的最大曝光區(qū)域面積是 26mm×33mm，目前 ASML 的最先進的光刻投影系統(tǒng) TWINSCAN NXE:3400C 就是這個曝光區(qū)域；而步進式光刻投影系統(tǒng)（Stepper）的曝光區(qū)域只有 22mm×22mm，不過 2019 年 12 月佳能（Canon）發(fā)布的 i 線步進式光刻投影系統(tǒng) FPA-3030iWa 的曝光區(qū)域可達 52mm x52mm。
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事實上，光刻工藝中，在曝光時，實際芯片可能小于這個尺寸，光刻投影系統(tǒng)的曝光區(qū)域必須能夠隨之做調(diào)整。也可以把幾個不同的版圖放在同一張掩模版上，這樣一個曝光區(qū)域中就可以有幾個不同的器件設(shè)計（die），最終制造成幾個不同功能的芯片。

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隨著工藝的不斷進步，設(shè)計尺寸不斷縮小，器件中最小線寬開始小于曝光波長，越來越逼近光刻投影系統(tǒng)的極限，光的衍射效應(yīng)變得越來越明顯，導(dǎo)致最終對設(shè)計圖形產(chǎn)生光學(xué)影像退化，實際形成的光刻圖案相對于掩模版上的圖案發(fā)生嚴重畸變，比如晶圓表面成像相對于原始版圖會出現(xiàn)拐角處圓化、線端縮短、線條寬度變窄等嚴重的不一致，最終在硅片上經(jīng)過光刻形成的實際圖形和設(shè)計圖形不同，這種現(xiàn)象稱為光學(xué)鄰近效應(yīng)（Optical Proximity Effect，OPE）。
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我們知道，摩爾定律的推動下，為了更高的性能，更低的功耗以及更低的成本，用于光刻的光源波長從 436nm（g 線，汞燈），405nm（h 線，汞燈），365nm（i 線，汞燈），248nm（DUV，KrF 準分子激光），193nm（DUV，ArF 準分子激光），到目前最先進的 13.5nm（EUV）。也就是說當 MRF 進入 0.5μm 以下時，MRF 和光源波長一直存在間隔，且一直在擴大，掩模圖形和晶圓表面實際印刷圖形之間的光學(xué)鄰近效應(yīng)越發(fā)明顯，就要開始進行圖形修正。

事實上，在 0.5μm 以下的工藝中，從 i 線到深紫外線，由于 DoF 的要求，業(yè)界提出并廣泛采用了在不改變光刻波長的前提下通過控制光刻投影系統(tǒng)的其他各項參數(shù)，如減小 k1 或增大 k2（使用 NA 可變的鏡頭），來實現(xiàn)提高圖形轉(zhuǎn)移質(zhì)量；還有就是采用減小光刻畸變和提高系統(tǒng)焦深的分辨率增強技術(shù)（Resolution Enhancement Technology，RET）。目前業(yè)界把這些技術(shù)統(tǒng)稱計算光刻技術(shù)。
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具體來說，計算光刻技術(shù)包括光學(xué)鄰近效應(yīng)校正（Optical Proximity Correction，OPC）、光源 - 掩模協(xié)同優(yōu)化技術(shù)（Source Mask Optimization，SMO）、多重圖形技術(shù)（Multi Patterning Technology，MPT）、反演光刻技術(shù)（Inverse Lithography Technique，ILT）、離軸照明（Off Axis Illumination，OAI）、亞分辨率輔助圖形（Sub-Resolution Assist Feature，SRAF），也包括有效填補（dummy fill）、工藝變化帶寬（Process Variation band，PV-band）分析、邊緣放置誤差（Edge Placement Error，EPE）改善。
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現(xiàn)在，在先進工藝特別是 FinFET 工藝中，計算光刻已經(jīng)成為光刻工藝研發(fā)的核心。計算光刻是依靠專用 EDA（電子設(shè)計自動化，Electronics Design Automation）工具來實現(xiàn)的，這些 EDA 工具都是有專門的供應(yīng)商提供的。
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下面我們簡單介紹一下幾大計算光刻技術(shù)的情況。
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光學(xué)鄰近效應(yīng)修正（Optical Proximity Correction，OPC）
前文提到，在光刻過程中會產(chǎn)生光學(xué)鄰近效應(yīng)，為了修正光學(xué)鄰近效應(yīng)，便產(chǎn)生了光學(xué)鄰近效應(yīng)修正技術(shù)。隨著工藝的進一步發(fā)展，光學(xué)臨近效應(yīng)修正已經(jīng)成為光刻圖形處理的關(guān)鍵步驟，變得必不可少。
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光學(xué)鄰近效應(yīng)校正可以算是最早的計算光刻技術(shù)。前文說到，當晶圓上的線寬小于曝光波長時，必須對掩模上的圖形做光學(xué)鄰近效應(yīng)修正。光學(xué)鄰近效應(yīng)修正中應(yīng)用了一種被稱為圖像分割（Fracturing）的技術(shù)，將需要成像的圖形劃分成許多小塊，并且利用衍射光束之間的相互干涉效應(yīng)，在掩模板上將需要成像的圖形的形狀進行一些改變，并在轉(zhuǎn)角等處添加或減少一些小塊圖形，這樣就可以利用衍射效應(yīng)來消除最終在晶圓上成型的圖像轉(zhuǎn)角等邊緣處可能出現(xiàn)的圖像邊緣缺陷。
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光學(xué)鄰近效應(yīng)校正有兩種，一是早期基于規(guī)則的 OPC（Rule-Based OPC，RB-OPC），二是現(xiàn)在基于模型的 OPC（Model-Based OPC，MB-OPC）。
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RB-OPC 首先于 0.25μm 技術(shù)節(jié)點被引入光刻工藝中，由于其簡單和計算快速的特點被廣泛使用。然而這種方法需要人為制定 OPC 規(guī)則，OPC 軟件根據(jù)事先確定的規(guī)則對設(shè)計圖形做光學(xué)鄰近效應(yīng)修正。這種方法的關(guān)鍵是修正規(guī)則，它規(guī)定了如何對各種曝光圖形進行修正。其形式與內(nèi)容會極大的影響 OPC 數(shù)據(jù)處理的效率和修正的精度。修正規(guī)則是從大量實驗數(shù)據(jù)中歸納出來的，隨著計算技術(shù)的發(fā)展，修正規(guī)則也可以通過計算的方法產(chǎn)生。修正規(guī)則都是在一定照明條件下產(chǎn)生的。如果工藝條件發(fā)生了變化，這些修正規(guī)則必須重新修訂[1][2][3]。

隨著光學(xué)畸變加劇，這些規(guī)則變得極為龐雜而難以延續(xù)，必須在結(jié)合 RB-OPC 的情況下引入 MB-OPC，并讓 MB-OPC 承擔(dān)主要的修正職責(zé)。
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MB-OPC 從 90nm 技術(shù)節(jié)點開始被廣泛應(yīng)用，使用光學(xué)模型和光刻膠化學(xué)反應(yīng)模型來計算出曝光后的圖形。MB-OPC 通過光學(xué)仿真建立精確的計算模型，然后調(diào)整圖形的邊沿不斷仿真迭代，直到逼近目標圖形。
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MB-OPC 的流程更加復(fù)雜，對計算資源的需求呈指數(shù)級別增長。光刻工程師還使用一些專用的測試圖形曝光，收集晶圓上的數(shù)據(jù)，用來修正軟件里的模型，使之計算出的結(jié)果和實際盡量吻合。顯然實驗數(shù)據(jù)越多，模型擬合越精確。但是太多的測試圖形會使得晶圓數(shù)據(jù)的收集量太大。因此，測試圖形的設(shè)計非常關(guān)鍵[1][2][3]。

隨著器件尺寸向 10nm 以下發(fā)展，各種不常見的物理現(xiàn)象層出不窮。例如從掩模表面散射的電磁波需要更嚴格地建模（Mask 3D 效應(yīng)），以表示掩模版表面立體結(jié)構(gòu)對光衍射的影響。OPC 工程師不僅要考慮光學(xué)畸變，還要考慮光刻膠工藝（Resist 3D 效應(yīng)）的影響，例如烘烤和顯影。這時的 OPC 已經(jīng)不再是單純的數(shù)據(jù)處理，而是綜合考慮物理、化學(xué)、光學(xué)、高性能計算的跨學(xué)科應(yīng)用，使得實現(xiàn) OPC 的 EDA 工具也非常復(fù)雜。此時，工程師的經(jīng)驗在計算光刻解決方案部署過程中起非常關(guān)鍵的作用，它們將決定解決方案的效能和效率，進而影響到整個節(jié)點工藝的成敗。
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說到底，光學(xué)臨近效應(yīng)修正技術(shù)就是掩模優(yōu)化（Mask Optimization，MO），根據(jù)已定的光源，通過修正掩模形狀來改善圖形的光學(xué)表現(xiàn)。
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多重圖形技術(shù)（Multi Patterning Technology，MPT）
前文提到，由于工藝制程的提升，最小可分辨特征尺寸（MRF）已經(jīng)遠遠小于光源波長，利用 DUV 曝光系統(tǒng)已經(jīng)無法一次刻蝕成型。
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既然無法一次刻蝕成型，那就多刻蝕幾次，每一次刻蝕一部分，然后拼湊成最終圖案。于是業(yè)界提出了多重圖形技術(shù)。目前有兩種實現(xiàn)方式，一是曝光 - 刻蝕 - 曝光 - 刻蝕（Litho Etch Litho Etch，LELE），二是自對準多重曝光技術(shù)（Self-Aligned Multi Patterning，SAMP）。
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LELE 是將設(shè)計版圖分解成兩套獨立的低密度圖形，通過兩次單獨曝光和兩次單獨刻蝕，然后疊加在一起，形成更精細的圖案。但是 LELE 要求設(shè)計人員對版圖做拆分，即所謂的分配顏色，把原始繪制的版圖拆分到兩塊掩模上。在 LELE 工藝中，后續(xù)曝光時必須對先前的圖形進行結(jié)構(gòu)保護；更大的難題是兩次光刻的對準問題。目前 LELE 工藝已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于 14nm 及以下技術(shù)節(jié)點的器件中。目前 LELE 已經(jīng)演變成 TPT LELELE（Triple Patterning Pattern spilt Litho Etch Litho Etch Litho Etch）。
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SAMP 是通過一次光刻形成核心圖形，然后通過沉積（Deposition）在核心圖案兩側(cè)形成側(cè)墻（Side Wall），最后通過刻蝕（Etch）和修剪曝光來實現(xiàn)所要的圖形。SAMP 已經(jīng)從 SADP（Self-Aligned Double Patterning）演變出自對準三重曝光技術(shù)（Self-Aligned Triple Patterning，SATP）和自對準四重曝光技術(shù)（Self-Aligned Quad Patterning，SAQP）。SAMP 工藝已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于 FinFET 的制造中。
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光源掩模協(xié)同優(yōu)化技術(shù)（Source Mask Optimization，SMO）?
前文提到，OPC 是根據(jù)已定光源對掩模進行優(yōu)化，增大工藝窗口。對于 28nm 及以上技術(shù)節(jié)點，最常用的照明光源是固定形狀的，例如環(huán)型（Annular）、雙極型（Dipole）、四極型（Quasar）等。
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隨著工藝節(jié)點的不斷推進，現(xiàn)在已經(jīng)來到 20nm，且更先進的已經(jīng)進入 10nm 以下，pitch 越來越小，對分辨率的要求越來越高，已經(jīng)逼近了 193nm 浸沒式光刻技術(shù)所能達到的極限，常規(guī)照明方式下使用 OPC 無法獲得足夠的工藝窗口，就需要光源上光強分布盡量集中。于是光源優(yōu)化（Source Optimization，SO）概念應(yīng)運而生。
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SMO 技術(shù)出現(xiàn)于 2000 年，是一種針對極小尺寸圖形光刻的計算光刻技術(shù)，對光刻工藝中的光源和掩模進行協(xié)同優(yōu)化，來改善在超小尺寸節(jié)點中的光刻工藝窗口，增強光學(xué)表現(xiàn)。很快 SMO 技術(shù)就獲得大范圍應(yīng)用。
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光源優(yōu)化通過針對具體出現(xiàn)的多類圖形，如實際版圖中的不同 pitch 的 line & space 和 line end 以及 C 型 dipole 等各類圖形，對光源的形狀進行修飾，形成定制形狀的光源，使之能夠照顧到絕大多數(shù)圖形和最關(guān)鍵的圖形，獲得較好的工藝窗口。
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光源形狀和掩模形狀對工藝窗口的影響并不是相互獨立，將以上的 MO 和 SO 的概念結(jié)合在一起，對光源和掩模進行協(xié)同優(yōu)化，便是 SMO 所做的工作，即根據(jù)給定的光刻條件和實際版圖，通過 SMO 給出優(yōu)化后光源和與之對應(yīng)的掩模板圖形，雖然掩模板圖形并不能作為最終 OPC 的結(jié)果，但可以為 OPC 的工作提供一定的參考。

典型的 SMO?

SMO 除了優(yōu)化光源，提升光刻的工藝窗口外，還可以為 design rule（設(shè)計規(guī)則）的制定提供依據(jù)。
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反演光刻技術(shù)（Inverse Lithography Technology，ILT）?
反演光刻技術(shù)（Inverse Lithography Technology，ILT），是以晶圓上要實現(xiàn)的圖形為目標，反演計算出掩模版上所需要圖形的算法。就是將光學(xué)鄰近效應(yīng)校正（OPC）或光源 - 掩模交互優(yōu)化（SMO）的過程看做作為逆向處理的問題，將光刻后的目標圖形設(shè)為理想的成像結(jié)果，根據(jù)已知成像結(jié)果，根據(jù)投影系統(tǒng)空間像的變換模型，反演計算出掩模圖像[4]。
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反演光刻技術(shù)能夠使光刻掩模圖像獲得最大的自由度。結(jié)合光刻掩模技術(shù)的發(fā)展，反演光刻技術(shù)提供單次曝光所能獲得解析度的極限。
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雖然 ILT 和 OPC 的目的是完全一樣的，使曝光后晶圓上的圖形和設(shè)計圖形一致，但是其方法卻有著完全不同的思路。相較 OPC 需要事先進行切割，ILT 是對整個版圖進行離散化處理。
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ILT 不僅是對設(shè)計圖形做修正以期在晶圓上得到所要的圖形，而是把要在晶圓上實現(xiàn)的圖形作為目標反演計算出在掩模上所需要的圖形。反演光刻通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算得到一個理想的掩模圖形。用這種方法設(shè)計出的掩模，在曝光時能提供比較高的成像對比度[1]。
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由于反演光刻技術(shù)非常復(fù)雜，特別是對整個芯片而言計算量很大，所以從 2005 年 Luminescent Technologies（2014 年被 KLA 收購）推出第一套可商用反演光刻軟件以來，業(yè)界認為在在整個芯片布局中使用 ILT 是不切實際的。
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目前普遍的做法是先使用通常的模型修正（OPC+SRAF）來完成掩模數(shù)據(jù)的處理，然后找出其中不符合要求的部分，也稱為“壞點”。把這些“壞點”截取出來，局部做 ILT 處理，得到最佳的修正。最后再把經(jīng) ILT 處理后的部分貼回到數(shù)據(jù)中去。這種局部的 ILT 處理，可以節(jié)省大量的計算時間[1]。
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最近，內(nèi)存制造商美光科技和 ILT 軟件提供商 D2S 合作，在對工藝窗口要求嚴格的接觸層（contact layers）和切割層（cut layers）方面進行了一些測試。數(shù)據(jù)表明，對工藝窗口有明顯的改善作用。

計算光刻技術(shù)的作用?
遙想當年，整個集成電路制造界，包括英特爾、臺積電、三星都在 28nm、22nm 節(jié)點卡殼，想必就是遇到 193nm ArF 的極限問題。然而現(xiàn)在利用 193nm+浸入式技術(shù) +多重圖形技術(shù)已經(jīng)完成了 7 納米節(jié)點工藝，半導(dǎo)體不可謂不神奇。
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不過發(fā)展到今天，最小可分辨特征尺寸（MRF）已經(jīng)不同于以往的叫法。xx nm 節(jié)點不意味著晶體管的結(jié)構(gòu)真有那么小，原先這個數(shù)字（xxx nm）是指結(jié)構(gòu)的 half pitch，而到了現(xiàn)在“水份”更多，一般是指最小 feature-size。所以現(xiàn)在 22nm、16nm、14nm、7nm、5nm 只是一個技術(shù)節(jié)點的標志，其對應(yīng)的最小結(jié)構(gòu)要比節(jié)點數(shù)字大兩倍左右。
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這一成績的取得，也多虧了計算光刻技術(shù)，不管 OPC、SMO、DPT 還是 ILT 都是對現(xiàn)有光刻工藝技術(shù)的一種有效補充，盡可能的增大工藝窗口，提高分辨率。
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1、仿真運算加速工藝研發(fā)周期。先進工藝必須依賴大量的仿真計算，這樣可以在工藝開發(fā)初期就對光刻、蝕刻、設(shè)計目標協(xié)同優(yōu)化（Design Technology Co－optimization，DTCO）、可制造性設(shè)計（Design for Manufacturability，DFM）所協(xié)同效應(yīng)帶來的工藝窗口優(yōu)化、工藝能力分析、材料選擇、光源選擇、OPC 效應(yīng)，通盤考慮之后，最后通過晶圓實際曝光數(shù)據(jù)驗證，最優(yōu)化的選取最佳材料、工藝參數(shù)、OPC 模型。
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2、全芯片優(yōu)化。目前針對圖形的 OPC，特別是負顯影（negative tone develop，NTD）工藝的 OPC 校準，必須有大量的基于物理與化學(xué)模型的 OPC 算法進行全芯片（full chip）優(yōu)化，考慮各種 3D 效應(yīng)（Mask 3D、Wafer 3D、Resist 3D/R3D），運用大量的物理建模和卷積運算，加上對于光刻膠 PEB（Post Exposure Bake）和顯影的化學(xué)擴散模型，NTD 光刻膠的物理彈性形變等等效應(yīng)的建模計算。
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據(jù)悉，在進入 28 納米工藝節(jié)點后，各種不常見的物理現(xiàn)象層出不窮，因此在 OPC 建模時必須考慮掩模（Mask）、光刻膠（Resist）、晶圓襯底（Wafer Substrate）在 3D 形貌上的變化對于工藝窗口帶來的影響，因此通過 R3D（Resist）模型對光源形狀（Source Shape）、光瞳形狀（Pupil Shape）以及 OPC 模型進行優(yōu)化以獲得最佳 Resist Profiles & Common Overlapping 工藝窗口。

3、光源掩模協(xié)同優(yōu)化成為工藝研發(fā)的必須。SMO 技術(shù)成為先進工藝特別是 20 納米以下工藝的必須。因為在先進工藝中，每一個關(guān)鍵層都需要根據(jù)設(shè)計圖形進行光源和光罩圖形，包括亞分辨率輔助圖形（Sub-Resolution Assist Feature，SRAF）進行最優(yōu)化調(diào)整。如果沒有 SMO 就無法得到最優(yōu)化的光刻工藝條件，工藝窗口大幅降低，甚至沒有。這部分目前由 ASML/Brion 掌握最核心算法，即使購買 ASML 的光刻機，也需要單獨購買 SMO 軟件。
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假如計算光刻軟件斷供：
1、就會大大增加研發(fā)的學(xué)習(xí)周期（learning cycle），最終事倍功半。
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2、根本無法進行電路圖形的 OPC 和對于工藝變化的補償，最終導(dǎo)致無法實現(xiàn)光刻工藝。
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3、在 EUV 方案中，由于點擴散函數(shù)（Point Spread Function，PSF）在 OPC 建模時非常重要，如果無法獲取 ASML 曝光投影系統(tǒng)的具體 beam 特性，OPC 模型肯定受影響，進而影響到工藝研發(fā)。
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4、盡管每一代工藝節(jié)點都只要一次 SMO 就可以，但是新產(chǎn)品，由于客戶設(shè)計千變?nèi)f化，沒有兩個設(shè)計相同的芯片（否則就侵權(quán)了），所以每一個新產(chǎn)品都要進行 OPC、DFM、tape out flow，如果沒有計算光刻軟件支持，新項目將無法進行。
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5、即使現(xiàn)有的計算光刻軟件，對方也設(shè)有時間鎖，只要 license 到期就會鎖定，將無法使用。
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關(guān)鍵的是，文中提到的計算光刻軟件被海外公司壟斷，光刻投影系統(tǒng)巨頭阿斯麥（ASML）、全球 EDA 三巨頭新思科技（Synopsys）、楷登電子（Cadence）和明導(dǎo)（MENTOR）都有專用的計算光刻軟件提供，如阿斯麥 ASML 的 Tachyon/Tflex（由旗下睿初 Brion 提供）、新思科技的 Proteus 系列、楷登電子的（Process Proximity Compensation，PPC）、明導(dǎo)的 Calibre 系列都獲得了廣泛的應(yīng)用。
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目前國內(nèi)從事計算光刻技術(shù)研究的不多。中國科學(xué)院微電子研究所計算光刻研發(fā)中心做出了很多有價值的工作，成果被國內(nèi)主流 Fab（包括中芯國際、長江存儲）和設(shè)計公司采用。還有就是 2019 年成立的全芯智造主要集中在計算光刻軟件的研發(fā)。