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在高数值孔径光学光刻中，成像光入射角分布在较大范围内，传统的单底层抗反膜不足以控制抗蚀剂一衬底界面反射率（衬底反射率）。考虑照明光源形状以及掩模的影响，提出了一种新的双层底层抗反膜优化方法，依据各级衍射光光强求衬底反射率的最小权重平均值来配置膜层。针对传统掩模、衰减相移掩模以及交替相移掩模的情况，用该方法优化双层底层抗反膜。结果表明，如果成像时进入物镜光瞳的高阶光越多，高阶光光强越大，则掩模对底层抗反膜优化的影响越大。在某些成像条件下，如使用交替相移掩模实现成像，有必要在底层抗反膜优化中考虑掩模的影响。