随着先进制程节点的持续推进，传统 Manhattan 图形逐步逼近光学补偿极限。在 High NA EUV、ILT（Inverse Lithography Technology）及 Curvilinear OPC 等技术驱动下，复杂曲线图形正加速导入光罩设计，以提升成像能力与工艺窗口。
为准确描述和传递非曼哈顿（Non-Manhattan）曲线结构，业界正逐步采用 P49（Multigon）等新一代数据格式，以实现对复杂曲线图形的高精度表达。
为顺应这一趋势，ADVANTEST 将在其最新CD-SEM E3660中率先支持 P49（Multigon）数据格式接口，为曲线掩模的 EPE（Edge Placement Error）量测及量产提供关键技术基础。
曲线掩模时代：传统数据格式正成为瓶颈
长期以来，掩模行业主要依赖 GDS 与 OASIS P39 等基于 Polygon 的数据格式。这类格式通过大量顶点坐标（vertex）来描述图形边界，适用于矩形及 Manhattan 图形。然而，在Curvilinear Mask 与 ILT 时代到来后，传统 Polygon 数据格式在连续曲线描述及几何精度表征方面存在明显的限制。
图1：进入曲线掩模时代后，传统 Polygon 数据格式在连续曲线描述及几何精度表征方面存在明显限制
下图展示了在PWL（Piecewise Linear）中的曲线表示方式，为了描述连续曲线，Polygon 需通过分段直线进行近似表达，当图像需要更高的边缘平滑度时，在数据设计阶段则必须引入更多顶点与更细分段，导致数据量急剧膨胀。这不仅增加了 EDA 流程的计算负担，也显著拉长了在后续量测阶段中轮廓提取等数据处理步骤所需要的时间。 因此，在描述曲线方面，PWL 表达存在难以回避的精度与效率的矛盾。
图2：在PWL（Piecewise Linear）中，曲线通过分段直线表达
P49（Multigon）：从“逼近曲线”到“直接定义曲线”
P49是一种新型的数据格式，设计图形是以Multigon来表达。其核心价值在于从底层数据结构上改变曲线表达方式——不再依赖直线逼近，而是直接以曲线定义图形边缘。
该格式通过 Bezier 曲线（Piecewise Bezier, PWB）描述轮廓。每段曲线由两个端点（P0、P3）及两个控制点（P1、P2）定义，可精确表达连续曲线形状。
图3：在Piecewise Bezier (PWB)中，曲线通过4个点来表达
实验验证：实现精度与效率的双重提升
在 Advantest与Tekscend Photomask（全球领先的半导体光罩供应商之一）联合构建的 Multigon-compatible metrology ecosystem 中，研究人员针对 Dot、Hole 以及 DRAM 等2D图形开展了系统性的验证。结果表明①，相较传统 Polygon，Multigon 在EPE评估准确性与量测效率方面均表现出显著优势。
01 图像精度评估
在图形平滑度与 EPE 表现方面：
使用Polygon数据格式中，grid 越粗，与目标图形的偏差越大
虽然细化 grid 可改善精度，但仍无法达到 Multigon 水平
Multigon 可在无需细分的情况下保持高精度曲线表达
在孤立/阵列 Dot、Hole 及 DRAM复杂图形中均呈现一致趋势
在表征轮廓粗糙度的 Scalar Variety以及反映局部图形一致性的 Local EPE两类指标下均呈现出一致趋势
02 量测速率评估
随着掩模图形复杂度的提升，传统一维量测已无法充分评估图形保真度，EPE成为评估图形的主流方法。EPE量测过程包含SEM图像轮廓提取，设计数据读取，轮廓匹配，EPE计算与统计。
EPE量测耗时直接影响整体量测效率，在高阶制造（HVM-High Volume Manufacturing）中尤为关键。
实验结果显示：
使用 Polygon 且 grid 最小时，EPE 量测耗时最长
使用 Multigon 时，EPE量测耗时最短
在孤立/阵列 Dot、Hole 及 DRAM复杂 图形中均呈现一致趋势
Advantest 的CD-SEM 支持 P49：意味着什么？
传统 Polygon 数据在曲线掩模中往往面临精度与效率难以兼顾的典型问题。而Multigon的引入有效打破了这一限制，实现了：
更高精度的图像
更高效的EPE量测
更低的数据处理负担
从而首次在曲线掩模的制造与量测过程中，同时满足 HVM 对精度与效率的要求。
对 CD-SEM 而言，对 P49 数据格式的支持可显著提升复杂曲线图形的 EPE 量测效率，降低因海量 Polygon 数据带来的计算与处理负担。
这意味着曲线图形的量测，正逐步具备满足 HVM 要求的量产可行性。
因此，ADVANTEST 在最新型的CDSEM E3660 中支持 P49（Multigon），其意义不仅在于增加了一种新的数据接口，更代表着业界已经具备针对曲线图形的高效量测能力。随着设计端开始采用 ILT、Curvilinear OPC 等先进计算光刻技术，量测端也同步建立起对应的数据处理与分析能力，从而打通从设计、光罩制造到量测验证的完整技术链路。
更重要的是P49 的导入使复杂曲线掩模能够被快速、准确且可重复地量测与监控。这将进一步加速曲线掩模在先进制程中的实际应用，推动产业从“能够制造曲线”迈向“能够高效量测并控制曲线”,为曲线掩模的量产化奠定关键基础。
