写在前面
当目标间距超过单次曝光可稳定分辨的能力时，可以把复杂图形拆成多次形成，这就是多重图形化。它扩展了 DUV 的能力，也显著增加步骤、Overlay、缺陷和成本。
一、为什么需要拆分图形
两个过近图形在光学系统中难以独立成像。设计与工艺可以把它们分配到不同 Mask，在晶圆上分别曝光和加工，最终组合成更密集图形。
拆分必须遵守最小间距和拓扑约束，这个过程称为 Coloring。无法合法分配的版图会形成 Patterning Conflict，需要修改设计。
二、LELE：两次光刻与刻蚀
Litho-Etch-Litho-Etch 将图形分为两组，分别完成光刻和刻蚀。它直观、灵活，但第二次图形必须精确对准第一次：
- Overlay 直接转化为最终 Pitch 和 CD 误差；
- 两套掩模、曝光和刻蚀增加成本；
- 两次工艺的 CD 和形貌差异会形成奇偶效应。
多次拆分还可扩展为 Triple 或 Quadruple Patterning，但复杂度快速上升。
三、自对准多重图形化
SADP/SAQP 利用 Spacer 定义新边缘：
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Spacer 厚度决定一部分最终间距，因此对沉积共形性和刻蚀均匀性要求极高。自对准降低了某些关键边缘对曝光 Overlay 的敏感度，却增加了沉积、刻蚀、切割 Mask 和设计限制。
四、EUV 为什么能减少步骤
EUV 使用更短波长，可在一些关键层把原本需要 DUV 多重图形化的图形一次曝光完成。ASML 指出，EUV 单次图形化相较 DUV 多重图形化可减少光刻之外的刻蚀和沉积步骤。
但 EUV 不是“完全消灭多重图形化”：
- 某些更小 Pitch 仍可能需要拆分；
- 随机光子和光刻胶化学带来 Stochastic Defect；
- 掩模三维效应、EUV Pellicle 和缺陷控制仍很复杂；
- 单机能耗、产能和工艺成本要综合评估。
五、随机缺陷与系统误差
先进图形问题可粗分两类：
- 系统性误差：模型、焦距、剂量、掩模或工艺偏差造成，可通过校正和反馈改善；
- 随机缺陷：局部光子、材料或反应涨落造成的 Missing Hole、Bridge、Line Break 等，难以仅靠平均 CD 发现。
平均线宽合格并不代表缺陷率可接受。大面积高速检测、热点抽样和电性结果必须结合。
六、图形控制是跨工艺问题
最终图形由光刻胶成像、硬掩模转移、沉积、刻蚀与清洗共同决定。控制对象包括：
- CDU 和 Pitch Walking；
- Layer-to-Layer Overlay；
- Edge Placement Error；
- 线边缘与线宽粗糙度；
- Cut/Block Mask 位置；
- 图形塌陷、桥连和断线；
- 刻蚀后形貌与电性。
EPE 把 CD、Overlay 和形貌等因素统一到“实际边缘相对目标边缘偏了多少”的视角，比孤立看某个指标更接近设计意图。
七、设备与数据协同
先进图形化依赖曝光机、Track、沉积、刻蚀、清洗、量测和缺陷检测共同闭环。计算模型需要用晶圆数据校准，设备校正又要根据产品和图形上下文更新。
减少一次曝光不仅省一台曝光步骤，还可能减少相应的涂胶、显影、刻蚀、清洗、量测和返工风险，所以成本应按完整流程而非单机比较。
八、小结
- 多重图形化把超出单次成像能力的图形拆分形成。
- LELE 灵活但高度依赖层间 Overlay；SADP/SAQP 用 Spacer 自对准换取更多沉积与刻蚀复杂度。
- EUV 能减少部分多重图形步骤，但仍面对随机缺陷和工艺整合挑战。
- 先进图形控制需要从 EPE 和全流程角度整合 CD、Overlay、形貌与缺陷。
至此，“晶圆制造工艺”系列完成。下一阶段将回到已保留的草稿，正式重构“半导体检测与量测技术”系列。