为了追随摩尔定律的预言,集成电路光刻成像技术特征尺寸(CD)不断减小,电路制造对光刻成像精度的要求不断提升。为了提高分辨率,采用浸没式光刻以增大数值孔径,并且引入偏振照明技术,此时,必须要考虑光的矢量特性,而随着技术节点的下移,将掩模进行基尔霍夫近似已经无法精确预测光刻成像,必须考虑厚掩模效应,并研究偏振照明下的厚掩模效应。在45nm节点浸没式光刻系统中,掩模尺寸与光刻照明波长相近,相互作用强烈,把掩模进行基尔霍夫近似,近似为无限薄图形会对计算光刻成像造成较大的误差,无法满足成像预测要求,必须用严格电磁场理论计算掩模各个参数下的衍射场。掩模具有一定的三维结构,光波透过掩模后,其振幅、相位和偏振态均有可能受到掩模三维结构的影响而发生变化,称之为厚掩模效应。厚掩模效应与掩模自身的多个参数相关:吸收层材料、吸收层厚度、图形结构、侧壁角;还与光源偏振照明的方向有关。在深紫外浸没式光刻中偏振照明下,厚掩模对入射偏振光的振幅透过率、相位移动和偏振态方向的影响,类似于物镜导致的偏振像差,考虑用分析偏振像差的方式分析厚掩模效应。本文在实验室提出的严格矢量成像模型的基础上,提出了一种厚掩模效应导致的类偏振像差的表征方法,针对45nm及以下技术节点,研究特定光源掩模下的厚掩模效应;在全面考虑厚掩模效应导致的类偏振像差对于光波振幅、相位和偏振态的改变的基础上对厚掩模效应精确定量表征。将其表征为琼斯光瞳,通过泡利分解与物理分解,获得厚掩模效应的具体的物理意义。针对45-14nm技术节点,对光瞳不同位置有效光源点、不同掩模和不同技术节点下的厚掩模效应进行对比分析,对厚掩模效应进行全面、精确的定量分析。结果表明,随着技术节点下降,厚掩模效应对入射偏振光的影响增大,厚掩模效应导致的类偏振像差作用显著。