光刻技术是极大规模集成电路制造的关键技术之一。光刻分辨率决定集成电路的特征尺寸。为了制造具有更小特征尺寸的集成电路，业内提出了一系列的光刻分辨率增强技术。传统的分辨率增强技术通过单独地优化光源或掩模，有效提高了光刻分辨率。光源掩模优化技术相比于传统分辨率增强技术具有更强的分辨率增强效果，是28nm及以下技术节点集成电路制造的主要分辨率增强技术之一。相比于光源掩模优化技术，光源掩模投影物镜优化技术同时优化照明光源、掩模图形和投影物镜，具有更高的优化自由度，可以进一步提高光刻分辨率。基于遗传算法的光源掩模投影物镜优化技术不需要掌握光刻先验知识，对光刻成像模型和优化目标适应性强。然而，基于遗传算法的光源掩模投影物镜优化技术通过模仿自然进化过程进行优化搜索，优化时所需的大量光刻仿真计算导致其收敛速度较慢，从而限制了该技术的实际应用。针对此问题，本文提出了一种基于粒子群算法的光源掩模投影物镜优化技术，围绕本技术开展了光源优化技术、掩模优化技术及光源掩模投影物镜优化技术方面的研究，主要内容包括:　　1.提出了一种基于粒子群算法的光源优化技术。以接触孔阵列掩模图形、密集线掩模图形和含有交叉门的复杂掩模图形为例进行了仿真验证，三种图形的图形误差分别降低了69.6％，51.5％和40.3％。结果表明本技术有效提高了光刻成像质量。与基于遗传算法的光源优化技术相比，本技术在得到相近成像质量的前提下，具有更快的收敛速度。与基于梯度法的光源优化技术相比，本技术不需要计算梯度值，对光刻成像模型及优化目标具有较强的适应性。研究了初始照明光源形状对基于粒子群算法的光源优化技术的影响，结果表明本技术对初始照明光源形状具有较强的鲁棒性。　　2.提出了一种基于粒子群算法的掩模优化技术。采用离散余弦变换将掩模图形从空域转换到频域，采用粒子群算法在频域对掩模图形进行优化。以密集线掩模图形和含有交叉门的复杂掩模图形为例进行了仿真验证，两者的图形误差分别降低了94.8％和84.2％。结果表明本技术有效提高了光刻成像质量。通过选取掩模图形的低频部分作为变量进行优化，在提高光刻成像质量的同时，有效降低了优化后掩模图形的复杂度，增强了优化后掩模的可制造性。　　3.提出了一种基于粒子群算法的光源掩模投影物镜优化技术。采用粒子群算法对由像素表征的光源、由离散余弦变换基表征的掩模及由泽尼克系数表征的投影物镜进行联合优化。在标称条件和工艺条件下，以含有交叉门的复杂掩模图形为例进行了仿真验证，图形误差分别降低了94.2％和93.8％。结果表明本技术有效提高了光刻成像质量。本技术具有优化自由度高、收敛速度快和优化后掩模可制造性强的优点，适用于光刻机光源参数、掩模参数和投影物镜参数的联合优化。同时，本技术为实现全芯片多参数联合优化奠定了技术基础。