分辨率增强技术（，简称RET）指半导体技术中用以突破瑞利判据物理限制、制造更小特征尺寸的一系列技术方法。例如，该技术通过优化集成电路（IC或“芯片”）光刻工艺中所用的光刻掩模版，从而补偿投影系统光学角分辨率的局限。现代工艺借助该技术，能利用193 nm的深紫外光制造出7 nm级别的微观图形，已远超常规光刻的分辨率极限。
背景
集成电路制造是一个包含光刻等多步工序的复杂过程。制造始于将设计的电路分解为多个加工步骤（即工艺层）。这需要在硅晶圓或其他半导体材料表面对现有材料进行图形化（如刻蚀、选择性沉积），或者向材料表面定向引入特定杂质（即掺杂，如离子注入）。
最终设计中每个加工步骤的图形都会制作在光刻掩模版（又称光罩）上。掩模版通常由高纯度石英玻璃制成，表面带有精细的铬线图形。曝光时，掩模版位于涂有光敏光刻胶的晶圆上方，随后受到强紫外光照射。紫外光触发晶圆表面薄光刻胶层的化学反应，改变其溶解度。经过显影后，掩模版上的几何图形便物理转移到晶圆上，在后续工艺（如刻蚀、沉积、离子注入）中起到遮蔽保护作用。
当光线穿过掩模版上的图形时会产生衍射效应，导致紫外光源（现代设备中通常为准分子激光器）发射的聚焦光束在穿过掩模版后发生色散，且随着距离增加变得愈发模糊（参见焦深）。为了避免该效应，20世纪70年代的早期光刻系统需要让掩模版与晶圆表面直接接触，以将间距降至最低（即接触式曝光）。然而，抬起掩模版时往往会剥离光刻胶层，导致晶圆报废。这一衍射带来的成像难题最终通过投影式曝光系统得以解决，该系统在20世纪70年代至80年代初主导了芯片制造。
随着微电子特征尺寸按照摩尔定律持续缩小，投影曝光设备最终也达到了物理极限。为此，业界致力于延长现有光刻系统的使用寿命。主要手段是缩短光源波长（从g线、i线，发展到KrF准分子激光器，再到ArF准分子激光器），以此获得更高的分辨率（参见瑞利判据）。但这种方法同样难以为继，因为更短波长的激光系统（例如波长为156 nm的F2准分子激光器）需要极高透明度的光学元件以及配套的新型光刻胶，而这些材料在当时要么根本不存在，要么质量无法达到量产要求。
当时，关于如何继续缩小特征尺寸引发了激烈讨论。利用软X射线波段准分子激光的极紫外（EUV）光刻是一项解决方案，但当时该技术尚处于研发初期，且即使在后期（应用于7 nm技术节点）其设备也极其昂贵且工艺控制难度极大。另一种可行方案是提升现有系统的分辨率，当时主要聚焦于优化基于KrF以及ArF准分子激光器的光刻系统。
基本概念
分辨率增强系统的核心思路是巧妙利用特定区域的衍射去补偿另一区域的衍射。例如，当光线穿过掩模版上的一条线图形时会发生衍射，产生一系列交替的明暗条纹（或称“能带”），导致原本清晰的图形边缘变得模糊。为了抵消这种效应，工艺上会引入第二种图形，使其衍射条纹与所需特征相重叠，并通过调整位置让这些条纹与原图形的条纹产生相反的效果（如以暗补明，或反之）。通过添加多个此类辅助图形，叠加后的复合图形最终就能在晶圆上精准还原出原始的设计特征。在掩模版上，这些辅助图形通常表现为平行于目标图形的附加细线。
自21世纪初以来，这些功能不断得到改进。现代系统除了使用辅助图形外，还引入了相移材料、多重图形化等技术。这些技术的协同应用，使得特征尺寸得以持续缩小，远低于光学系统的物理衍射极限。
分辨率增强技术的应用
在传统流程中，当集成电路（IC）设计转换为物理版图、通过时序验证并确认符合设计规则检查（DRC）后，即可进入制造阶段。代表各工艺层的版图数据文件会被发送至掩模制造厂，由掩模版光绘机将每层数据转化为对应的掩模版。随后，这些掩模版被送往晶圆厂，用于在硅片上批量复制电路设计。在过去，完成IC版图设计便意味着电子设计自动化（EDA）软件参与流程的终结。
然而，随着晶体管栅极长度等特征尺寸不断缩小，以往制造中可忽略的物理效应开始显现，严重影响晶圆上的图形保真度。此时，即使最终版图准确反映了目标硅结构，在实际制造掩模版之前，仍需使用各种EDA工具对版图数据进行大幅修正。这些修正并非为了改变器件的原始设计功能，而是为了使现有的光刻设备（这些设备往往是为前一两代工艺购买并优化的）能够成功生产出新一代的器件。这些修正主要分为两类。
第一类是畸变校正，即对光刻、刻蚀、平坦化和沉积等制造工序中固有的图形畸变进行预补偿。工艺上会测量畸变并建立合适的数学模型，通常采用基于规则（rule-based）或基于模型（model-based）的算法进行补偿。在光刻工艺中，这种畸变补偿技术被称为光学邻近校正（OPC）。
第二类掩模版优化旨在提高工艺的可制造性或分辨率，具体实例包括：
- 散射条（）：属于（SRAF），用于改善孤立图形的焦深。
- 相移掩模（，简称PSM）：通过刻蚀掩模版特定区域的石英玻璃（交替型相移掩模，alt-PSM），或用相移二硅化钼层取代铬层（衰减型嵌入式相移掩模，att-PSM），以此改善关键尺寸（CD）控制并提升分辨率。
深入理解照明条件对成像质量的影响，可以进一步优化增强技术。因此，诸如离轴照明等不同的照明技术以及光源-掩模联合优化技术同样至关重要。此外，还可以采用双重或多重图案化技术，即将设计版图拆分到多块掩模版上分别曝光，从而实现更小的图案间距。
在应用上述各类可制造性增强技术时，某些特定的版图设计可能无法得到有效优化，甚至会引发成像缺陷。这类版图被称为不合规版图。通常需要在设计阶段通过使用严苛的限制性设计规则（RDR）来规避这些图形，或者在必要时增加额外的DRC检查。光刻畸变补偿与可制造性增强技术统称为分辨率增强技术（RET）。它与更广泛的为制造设计（DFM）概念紧密相关，是其核心组成部分。
分辨率增强技术引入于180 nm技术节点。随着最小特征尺寸远低于曝光光源波长（通常为193 nm），该技术在更小的技术节点中得到了愈发激进的应用。在工作波长为13.5 nm的最新极紫外光刻工艺中，分辨率增强技术同样不可或缺。
文学
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参考
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