【正文】 光刻，開展提高光刻圖形質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)研究。提交長焦深SP成像器件的設(shè)計(jì)軟件和詳細(xì)說明。完善感光物理模型、感光材料特性影響光刻質(zhì)量的規(guī)律,完善建立365nm感光顯影數(shù)理模型計(jì)算分析軟件方法。制備出多層金屬/介質(zhì)納米薄膜，有效薄膜區(qū)域尺寸Ф1mm, 金屬薄膜厚度10～20nm，SiO2薄膜厚度10～20nm，總厚度100nm。1綜合應(yīng)用SP光刻質(zhì)量提高手段，實(shí)現(xiàn)40nm～32nm線寬的的SP光刻實(shí)驗(yàn)，：1以上。設(shè)計(jì)16nm超分辨成像器件，研究32nm及以下像差特性和實(shí)驗(yàn)分析。繼續(xù)研究介質(zhì)的非線性系數(shù)、薄膜厚度、與光刻介質(zhì)的間距、薄膜界面質(zhì)量等材料與結(jié)構(gòu)參數(shù)對SP光刻線條寬度及光刻質(zhì)量的影響，給出優(yōu)化的理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。優(yōu)化多層金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)，摸索在365nm和193nm工作波長有效降低SP模式傳輸損耗的方法； 實(shí)驗(yàn)研究增益補(bǔ)償?shù)腟P傳輸、耦合結(jié)構(gòu)，研究SP模式增益的可行性；理論研究調(diào)控SP模式波長、色散、能量分布、耦合特性的物理機(jī)理，實(shí)現(xiàn)利用熱光效應(yīng)、電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)SP調(diào)控的結(jié)構(gòu)。完善32nm及以下超分辨成像器件的像差特性及理論模型。實(shí)現(xiàn)SP計(jì)算仿真軟件與光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的銜接和數(shù)據(jù)接口和詳細(xì)說明。1nm)或金屬納米陣列對光刻靈敏度和分辨力的影響規(guī)律。制備出多層薄膜結(jié)構(gòu)，SP傳輸與耦合損耗小于5dB/mm。1發(fā)表論文30~40篇，申請發(fā)明專利15～20項(xiàng)。探索金屬納米團(tuán)簇的加入對SP光刻介質(zhì)分辨力、靈敏度等性能的改進(jìn)。繼續(xù)開展非線性光學(xué)材料輔助的超分辨光刻的實(shí)驗(yàn)研究，軸對稱偏振光源照明下的新型光刻方法研究，進(jìn)一步提高其光刻的線寬分辨力。建立系統(tǒng)的SP光刻工藝實(shí)驗(yàn)平臺和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量SP光刻圖形制備的工藝標(biāo)準(zhǔn)草案，探索32nm以下線寬掩模優(yōu)化設(shè)計(jì)和制備新技術(shù)，以及光刻工藝標(biāo)準(zhǔn)；探索研究深紫外頻段下，提高SP光刻分辨力和圖形質(zhì)量的方法和可行性。 給出SP感光物理模型、感光材料特性影響光刻質(zhì)量的規(guī)律；365nm感光顯影數(shù)理模型和計(jì)算分析軟件方法。 制備出高質(zhì)量多層金屬/介質(zhì)納米薄膜，有效薄膜區(qū)域尺寸Ф5mm, 金屬薄膜厚度10nm，SiO2薄膜厚度10nm，總厚度500nm。提供22nm、16nm超分辨成像器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。因此，如何理解倏逝波在亞波長金屬結(jié)構(gòu)中的行為規(guī)律，實(shí)現(xiàn)靈活的倏逝波操縱是超分辨成像的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是本項(xiàng)目需解決的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題之一。具體來說，重點(diǎn)解決研究的問題包括深紫外頻段低損耗SP金屬材料的選擇，SP激發(fā)、耦合和傳輸模式行為理論分析和實(shí)驗(yàn)測試等。另外物像關(guān)系、畸變、焦深等成像特性也沒有獲得研究人員的廣泛關(guān)注，缺少精確的數(shù)理模型。構(gòu)成超分辨成像器件物理基礎(chǔ)的超衍射光學(xué)行為規(guī)律雖然與傳統(tǒng)光學(xué)規(guī)律存在本質(zhì)差異，但均遵循以麥克斯韋方程組描述的基本電磁行為規(guī)律，因此其成像的物理本質(zhì)具有源頭上的統(tǒng)一性，從更加宏觀層次上建立統(tǒng)一的成像理論是可行的。SP光刻是通過操縱倏逝波的傳輸、耦合模式，實(shí)現(xiàn)空間截止頻率調(diào)制，突破了傳統(tǒng)光學(xué)光刻的成像分辨力理論極限。在光刻工藝方面，如何實(shí)現(xiàn)納米量級尺度上、高深寬比金屬微納結(jié)構(gòu)的原理和技術(shù)方法、減小制備工藝偏差、保證工藝穩(wěn)定性和兼容性，降低工藝影響因子等問題，也是提高實(shí)際SP光刻分辨力必須面對的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題和難點(diǎn)。因此如何合成具有特定尺寸，并且粒度均勻分布無團(tuán)聚的納米金屬材料，以及缺陷的人為引入一直是科研工作者努力解決的問題。目前，SP超分辨成像和光刻大多關(guān)注于如何提高分辨力，對于SP光刻圖形質(zhì)量問題研究甚少。 （2）研究實(shí)現(xiàn)超衍射光學(xué)行為調(diào)控手段和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，包括實(shí)現(xiàn)特定方向的折射/反射、電磁波空間頻譜裁剪、倏逝波與傳輸波之間的耦合轉(zhuǎn)換、電磁波沿特定方向衍射等等。（4）研究摻雜型復(fù)合金屬薄膜材料的制備方法和介電常數(shù)調(diào)節(jié)和測試，研究降低SP傳輸耦合損耗的理論和方法技術(shù)途徑，探索增益補(bǔ)償方式的SP傳輸耦合材料和可行性研究。（4）研究超分辨成像與傳統(tǒng)衍射受限成像光學(xué)系統(tǒng)的共同理論基礎(chǔ)，兩種成像方式的光信息傳遞和組合成像規(guī)律，建立成像結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析方面的理論和算法方面的接口。該部分研究內(nèi)容是本項(xiàng)目重點(diǎn)研究內(nèi)容，主要涉及實(shí)現(xiàn)納米尺度分辨力的SP超分辨成像結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、加工和性能檢測分析。研究超分辨成像相關(guān)性能的檢測分析方法，包括分辨力、放大率、效率、像差分析等。研究提高SP成像工作距離的物理原理和實(shí)現(xiàn)方法。探索調(diào)控SP模式特性（包括波長、色散、能量分布、耦合等）的物理機(jī)理。研究光刻光源SP激發(fā)的過程和場分布特點(diǎn)；光刻掩模高頻分量與SP的耦合、轉(zhuǎn)化，SP與光刻介質(zhì)間電磁能量耦合和轉(zhuǎn)換過程。SP特點(diǎn)、光刻介質(zhì)性能參數(shù)、膜層參數(shù)、材料匹配以及金屬固有吸收損耗等對分辨力和圖形質(zhì)量的影響；SP光刻中相干效應(yīng)以及改善SP光刻線條對比度、陡度、邊緣粗糙度的方法。（5）光學(xué)非線性等效應(yīng)對SP光刻及介質(zhì)性能的影響。探索金屬納米團(tuán)簇的加入對SP光刻介質(zhì)分辨力、靈敏度、偏振選擇性等性能的改進(jìn)。對SP超分辨光刻器件的設(shè)計(jì)仿真和各種誤差因素的影響分析是降低加工風(fēng)險、保證成像質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)；同時也可指導(dǎo)加工、裝配以及調(diào)焦、定位等關(guān)鍵技術(shù)的研究。（4）研究基于SP超分辨光刻的配套光刻工藝和方法，建立從光刻膠處理到曝光顯影的SP光刻工藝，用。 （3）SP光刻分辨力增強(qiáng)技術(shù)研究。研究金屬納米團(tuán)簇與感光顆粒的微觀結(jié)構(gòu)、分布形態(tài)對光刻靈敏度、分辨力的影響。非線性等效應(yīng)對SP光刻介質(zhì)中局域光場分布，以及焦距、能量集中度、形狀的調(diào)控。基于波導(dǎo)模耦合等理論描述光刻過程中高頻信息的傳遞、光學(xué)遠(yuǎn)場信息到近場的變換；基于微擾理論分析光刻結(jié)構(gòu)特征參數(shù)對分辨力和圖形質(zhì)量的影響，給出SP光刻微觀和宏觀過程的物理描述。掩模版結(jié)構(gòu)參數(shù)、膜層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及光刻介質(zhì)的特性對SP光刻過程中電磁能量利用和轉(zhuǎn)換的影響。、對光刻分辨力影響和非線性光刻介質(zhì)材料研究（1）基于非線性光學(xué)特性的SP光波超衍射現(xiàn)象，探索增強(qiáng)光刻分辨力的超分辨成像光刻方法。（3）開展制備低損耗SP傳輸、耦合結(jié)構(gòu)、材料的研究工作，提高SP納米光刻效率。減小SP能量損耗的理論和技術(shù)途徑，提供超衍射材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。在超衍射材料加工技術(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)器件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究高精度的結(jié)構(gòu)加工技術(shù)，如結(jié)構(gòu)表面的成膜技術(shù)、薄膜平坦化技術(shù)、多層薄膜的應(yīng)力控制、加工誤差累積控制等問題。（2）考慮超衍射材料結(jié)構(gòu)特征、加工能力、損耗等實(shí)際因素，研究超分辨成像器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，獲得分辨力高、工藝窗口寬、加工復(fù)雜度適中、調(diào)焦定位容限高的透鏡設(shè)計(jì)結(jié)果。（2）研究分析超分辨SP成像器件的各種成像基本特性，包括光學(xué)傳遞函數(shù)、分辨力、放大/縮小倍率、視場、物距和像距、成像對比度、能量利用率等，以及超衍射材料各種結(jié)構(gòu)參數(shù)、光學(xué)參數(shù)、波長、偏振態(tài)等對超分辨成像特性的影響規(guī)律，建立相關(guān)數(shù)理模型，為SP超分辨成像器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工和檢測方法提供系統(tǒng)的理論指導(dǎo)。（2）研究紫外到深紫外頻段下，實(shí)現(xiàn)特定宏觀光學(xué)介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、表面阻抗和調(diào)控SP行為的超衍射光學(xué)材料的結(jié)構(gòu)正向和逆向設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)算法和分析軟件。 主要研究內(nèi)容、規(guī)律和操縱方法研究（1）研究在亞波長金屬結(jié)構(gòu)材料中，電磁波與金屬表面自由電子相互作用形成的各種局域、耦合SP波模式分布，研究SP波模式之間的相互激發(fā)、轉(zhuǎn)換規(guī)律，揭示亞波長金屬結(jié)構(gòu)中，電磁波實(shí)現(xiàn)超衍射光場能量聚集的物理本質(zhì)和規(guī)律。而亞波長金屬微納結(jié)構(gòu)成型過程除涉及光刻分辨力外，還涉及到大面積、三維多層組合以及金屬復(fù)合材料變形等基礎(chǔ)科學(xué)問題，此外微細(xì)加工成本也是制約亞波長金屬微納結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)研究的關(guān)鍵因素。但自組裝技術(shù)存在不可避免的缺陷，不可能按照器件的要求人為在特殊地方引入納米級的缺陷。解決SP光刻分辨力極限將面臨著以下幾個關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題需要研究：由于SP光刻分辨力的實(shí)現(xiàn)首先是通過SP波與光刻介質(zhì)相互作用，進(jìn)行電磁能量轉(zhuǎn)換，因而基于光刻介質(zhì)與倏逝波成像光場感光作用過程中的光學(xué)非線性效應(yīng)、金屬納米團(tuán)簇的引入及其對光刻分辨力影響是需要深入研究的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題之一。因此，需要建立二者在理論描述、計(jì)算方法、成像分析等方面的理論和技術(shù)接口。因此，發(fā)展完善的超分辨成像結(jié)構(gòu)和器件的定向設(shè)計(jì)方法將為超分辨成像器的制作提供清晰的藍(lán)圖，并能夠有效地指導(dǎo)制作工作的完成。由于超衍射材料中光學(xué)行為與傳統(tǒng)光學(xué)行為具有物理機(jī)制上和規(guī)律上的巨大差異，基于超衍射光學(xué)的超分辨成像不能照搬傳統(tǒng)光學(xué)成像理論知識，需要建立一套基于超衍射材料的超分辨成像理論、成像規(guī)律、設(shè)計(jì)和分析方法等方面的理論方法體系。、規(guī)律和操縱特性目前的SP光學(xué)光刻的工作頻段集中在汞燈光源波長g線（436nm）和i線（365nm），其超衍射分辨能力（22nm以下）預(yù)示著采用更短波長的光刻光源（如193nm、157nm等）可以實(shí)現(xiàn)更高光學(xué)分辨力，達(dá)到10nm以下，甚至是1nm以下水平，這對于光刻技術(shù)未來發(fā)展無疑具有重要價值。1發(fā)表論文3040篇，專利1520項(xiàng)。制備出多層薄膜結(jié)構(gòu)，論證在20 300nm的SP橫向傳輸波長范圍內(nèi)（工作波長365nm和193nm）。光刻膠厚度：22～100nm， 伽馬值： ～3，非線性感光材料（）。完善32nm超分辨成像器件的制備工藝，優(yōu)化傳統(tǒng)光學(xué)和SP超衍射成像系統(tǒng)對接的光刻實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)，完成高質(zhì)量的32nm線寬光刻圖形制備，實(shí)驗(yàn)探索32nm線寬以下光刻分辨力。開展工作波長在紫外光刻膠有效感光范圍內(nèi)采用增益補(bǔ)償方式的SP傳輸、耦合多層金屬介質(zhì)薄膜結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)論證工作；實(shí)驗(yàn)探索在光刻技術(shù)中利用增益材料有效降低SP模式損耗的可行性。研究金屬納米團(tuán)簇與感光顆粒的微觀結(jié)構(gòu)、分布形態(tài)對光刻靈敏度的影響。完善數(shù)值模擬仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺，優(yōu)化軟件，在以前工作的基礎(chǔ)上，分析SP成像光刻的理論極限及實(shí)際加工的極限，完成長焦深SP光刻超分辨成像器件的優(yōu)化和光刻實(shí)驗(yàn)。提出16nm超分辨成像器件的設(shè)計(jì)方案，制備出改進(jìn)設(shè)計(jì)和制備工藝的32nm超分辨成像器件。掌握有源增益材料及結(jié)構(gòu)對SP模式傳輸損耗的補(bǔ)償特性，優(yōu)化設(shè)計(jì)增益補(bǔ)償?shù)牡蛽p耗SP傳輸、耦合結(jié)構(gòu)并制備出樣品。 進(jìn)一步完善365nm感光顯影數(shù)理模型和計(jì)算分析軟件方法，獲得金屬超薄膜(厚度163。設(shè)計(jì)16nm超分辨成像器件，研究32nm及以下超分辨成像器件的像差特性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法及實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑。理論和實(shí)驗(yàn)探索研究SP與輻射電子轉(zhuǎn)換光刻的方法可行性。開展徑向偏振光光刻的實(shí)驗(yàn)研究工作。研發(fā)一種焦深檢測的系統(tǒng)方案并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。1發(fā)表論文25~40篇，申請發(fā)明專利15～20項(xiàng)。搭建針對光刻材料處理工藝的檢測系統(tǒng)（厚度、表面等），實(shí)驗(yàn)研究光刻材料處理工藝評價對SP光刻質(zhì)量的影響。實(shí)現(xiàn)復(fù)合光刻介質(zhì)的三階非線性系數(shù)c3 ~ 1010esu （355 nm），實(shí)現(xiàn)高靈敏光刻膠，厚度：50～100nm，伽馬值： ～。提出有效提高單個Lens視場的理論和方法。進(jìn)行超分辨成像器件的光刻實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究多層金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備工藝和方法；實(shí)驗(yàn)研究在多層金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)中有效激勵波長為365nm、248nm、193nm的SP模式的方法；實(shí)驗(yàn)研究多層金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)中SP模式的傳輸損耗特性與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。引入矢量光場、非線性光學(xué)效應(yīng)，研究徑向偏振光高效最優(yōu)SP激發(fā)過程及特性對成像光刻空間分辨力及局域場增強(qiáng)效應(yīng)的影響。利用楊顧算法等優(yōu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)基于表面等離子成像的長焦深成像器件、相移器件等亞波長光學(xué)器件，用于改善SP成像質(zhì)量。提供32nm超分辨成像器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，完成40nm以下線寬分辨力的超分辨成像器件的制備和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到二維光刻線條圖形。給出有效激發(fā)真空波長為365nm、248nm、193nm的SP模式的多層薄膜結(jié)構(gòu)的方案。給出納米顆粒加入后復(fù)合體系的光刻靈敏度和分辨力，并給出其它相關(guān)物理化學(xué)性能的變化參數(shù)。給出SP成像質(zhì)量表征的系統(tǒng)，給出各種像差的成因和控制方法。用于45線寬SP光刻的高質(zhì)量掩模及光刻圖形制備。理論研究利用金屬－介質(zhì)混合材料調(diào)節(jié)介電常數(shù)的物理機(jī)制和規(guī)律，研究基于混合材料的SP模式基本特性；理論研究多層金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)中SP的傳輸、耦合特性，分析在多層結(jié)構(gòu)中有效激發(fā)SP模式的方法，以及SP模式的傳輸損耗特性。研究光刻光源SP激發(fā)的過程和場分布特點(diǎn)；研究光刻掩模高頻分量與SP的耦合、轉(zhuǎn)化以及SP與光刻介質(zhì)間電磁能量耦合和轉(zhuǎn)換過程；研究掩模版結(jié)構(gòu)參數(shù)、膜層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及光刻介質(zhì)的特性對SP光刻過程中電磁能量利用和轉(zhuǎn)換的影響。主要研究內(nèi)容：研究SP超衍射成像質(zhì)量，像差分析和表征理論，研究SP成像像差產(chǎn)生的表征、描述、產(chǎn)生的原因和相應(yīng)的克服方法。建立光學(xué)鄰近效應(yīng)修正掩模的設(shè)計(jì)模型和分析評價方法，搭建用于檢驗(yàn)掩模質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并用其對光學(xué)鄰近效應(yīng)修正掩模技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，SP光刻實(shí)現(xiàn)45nm以下線寬的高質(zhì)量一維光刻線條圖形。制備金屬(Au或Ag)的納米顆粒；研制出體積百分比1％的均勻分散的金屬納米顆粒－光刻膠復(fù)合體系，非線性感光材料（）。給出SP光刻質(zhì)量對掩模參數(shù)的依賴特性，SP光刻質(zhì)量對制備膜層參數(shù)的依賴特性。研究超分辨成像過程中的傳輸模式和成像機(jī)理；超衍射材料用于成像的理論和設(shè)計(jì)途徑，成像結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，研究超分辨成像器件的放大倍率、焦深、視場、工作距等成像特性。將非線性光學(xué)介質(zhì)與光刻介質(zhì)或金屬掩膜結(jié)構(gòu)復(fù)合，研究非線性等效應(yīng)對SP光刻介質(zhì)中局域光場分布，以及焦距、能量集中度、形狀的調(diào)控。給出SP光刻微觀和宏觀過程的物理描述。系統(tǒng)開展用于驗(yàn)證納米光學(xué)聚焦透鏡超分辨光刻性能的聚焦透鏡承載以及精密定位系統(tǒng)、圖形自動生成系統(tǒng)、投影照明系統(tǒng)等分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作技術(shù)研究；研究納米光學(xué)聚焦透鏡SP光學(xué)光刻實(shí)驗(yàn)分系統(tǒng)的集成和調(diào)試技術(shù)研究。3. 超衍射材料的制備和檢測技術(shù)l 超衍射材料平面膜層中的單組分膜層、多組份膜層、平面和曲面復(fù)合膜層等高精度微細(xì)加工技術(shù)的研究；超衍射材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)、基本光學(xué)常數(shù)、近場光學(xué)行為等電磁特性的測量和表征技術(shù)。研究與傳統(tǒng)成像系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)和分析方法，并設(shè)計(jì)和制備超分辨成像光刻器件，搭建相關(guān)光刻實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)際性能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。，獲得3