【正文】 （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光刻分辨力增強技術(shù)研究。對SP超分辨光刻器件的設計仿真和各種誤差因素的影響分析是降低加工風險、保證成像質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)；同時也可指導加工、裝配以及調(diào)焦、定位等關(guān)鍵技術(shù)的研究。研究金屬納米團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。探索金屬納米團簇的加入對SP光刻介質(zhì)分辨力、靈敏度、偏振選擇性等性能的改進。非線性等效應對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。（5）光學非線性等效應對SP光刻及介質(zhì)性能的影響。基于波導模耦合等理論描述光刻過程中高頻信息的傳遞、光學遠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。SP特點、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光刻中相干效應以及改善SP光刻線條對比度、陡度、邊緣粗糙度的方法。掩模版結(jié)構(gòu)參數(shù)、膜層結(jié)構(gòu)特點，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。研究光刻光源SP激發(fā)的過程和場分布特點；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。、對光刻分辨力影響和非線性光刻介質(zhì)材料研究（1）基于非線性光學特性的SP光波超衍射現(xiàn)象，探索增強光刻分辨力的超分辨成像光刻方法。探索調(diào)控SP模式特性（包括波長、色散、能量分布、耦合等）的物理機理。（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。研究提高SP成像工作距離的物理原理和實現(xiàn)方法。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)設計原則。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。在超衍射材料加工技術(shù)基礎上，根據(jù)器件結(jié)構(gòu)特點，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)、多層薄膜的應力控制、加工誤差累積控制等問題。該部分研究內(nèi)容是本項目重點研究內(nèi)容，主要涉及實現(xiàn)納米尺度分辨力的SP超分辨成像結(jié)構(gòu)設計、優(yōu)化、加工和性能檢測分析。（2）考慮超衍射材料結(jié)構(gòu)特征、加工能力、損耗等實際因素，研究超分辨成像器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計方法，獲得分辨力高、工藝窗口寬、加工復雜度適中、調(diào)焦定位容限高的透鏡設計結(jié)果。（4）研究超分辨成像與傳統(tǒng)衍射受限成像光學系統(tǒng)的共同理論基礎，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)設計和分析方面的理論和算法方面的接口。（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)化設計、加工和檢測方法提供系統(tǒng)的理論指導。（4）研究摻雜型復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，探索增益補償方式的SP傳輸耦合材料和可行性研究。（2）研究紫外到深紫外頻段下，實現(xiàn)特定宏觀光學介電常數(shù)、磁導率、表面阻抗和調(diào)控SP行為的超衍射光學材料的結(jié)構(gòu)正向和逆向設計，完成相應的設計算法和分析軟件。 （2）研究實現(xiàn)超衍射光學行為調(diào)控手段和結(jié)構(gòu)設計原則，包括實現(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。 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，電磁波實現(xiàn)超衍射光場能量聚集的物理本質(zhì)和規(guī)律。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。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合材料變形等基礎科學問題，此外微細加工成本也是制約亞波長金屬微納結(jié)構(gòu)光學性質(zhì)研究的關(guān)鍵因素。因此如何合成具有特定尺寸，并且粒度均勻分布無團聚的納米金屬材料，以及缺陷的人為引入一直是科研工作者努力解決的問題。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。在光刻工藝方面，如何實現(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，也是提高實際SP光刻分辨力必須面對的關(guān)鍵科學技術(shù)問題和難點。解決SP光刻分辨力極限將面臨著以下幾個關(guān)鍵科學技術(shù)問題需要研究：由于SP光刻分辨力的實現(xiàn)首先是通過SP波與光刻介質(zhì)相互作用，進行電磁能量轉(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非線性效應、金屬納米團簇的引入及其對光刻分辨力影響是需要深入研究的關(guān)鍵科學技術(shù)問題之一。SP光刻是通過操縱倏逝波的傳輸、耦合模式，實現(xiàn)空間截止頻率調(diào)制，突破了傳統(tǒng)光學光刻的成像分辨力理論極限。因此，需要建立二者在理論描述、計算方法、成像分析等方面的理論和技術(shù)接口。構(gòu)成超分辨成像器件物理基礎的超衍射光學行為規(guī)律雖然與傳統(tǒng)光學規(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。因此，發(fā)展完善的超分辨成像結(jié)構(gòu)和器件的定向設計方法將為超分辨成像器的制作提供清晰的藍圖，并能夠有效地指導制作工作的完成。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。由于超衍射材料中光學行為與傳統(tǒng)光學行為具有物理機制上和規(guī)律上的巨大差異，基于超衍射光學的超分辨成像不能照搬傳統(tǒng)光學成像理論知識，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、設計和分析方法等方面的理論方法體系。具體來說，重點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驗測試等。、規(guī)律和操縱特性目前的SP光學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）預示著采用更短波長的光刻光源（如193nm、157nm等）可以實現(xiàn)更高光學分辨力，達到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。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)，也是本項目需解決的關(guān)鍵科學技術(shù)問題之一。1發(fā)表論文3040篇，專利1520項。提供22nm、16nm超分辨成像器件的優(yōu)化設計方案。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）。 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。光刻膠厚度：22～100nm， 伽馬值： ～3，非線性感光材料（）。 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)理模型和計算分析軟件方法。完善32nm超分辨成像器件的制備工藝，優(yōu)化傳統(tǒng)光學和SP超衍射成像系統(tǒng)對接的光刻實驗驗證系統(tǒng)，完成高質(zhì)量的32nm線寬光刻圖形制備，實驗探索32nm線寬以下光刻分辨力。建立系統(tǒng)的SP光刻工藝實驗平臺和實現(xiàn)高質(zhì)量SP光刻圖形制備的工藝標準草案，探索32nm以下線寬掩模優(yōu)化設計和制備新技術(shù)，以及光刻工藝標準；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。開展工作波長在紫外光刻膠有效感光范圍內(nèi)采用增益補償方式的SP傳輸、耦合多層金屬介質(zhì)薄膜結(jié)構(gòu)的實驗論證工作；實驗探索在光刻技術(shù)中利用增益材料有效降低SP模式損耗的可行性。繼續(xù)開展非線性光學材料輔助的超分辨光刻的實驗研究，軸對稱偏振光源照明下的新型光刻方法研究，進一步提高其光刻的線寬分辨力。研究金屬納米團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。探索金屬納米團簇的加入對SP光刻介質(zhì)分辨力、靈敏度等性能的改進。完善數(shù)值模擬仿真和優(yōu)化設計平臺，優(yōu)化軟件，在以前工作的基礎上，分析SP成像光刻的理論極限及實際加工的極限，完成長焦深SP光刻超分辨成像器件的優(yōu)化和光刻實驗。1發(fā)表論文30~40篇，申請發(fā)明專利15～20項。提出16nm超分辨成像器件的設計方案，制備出改進設計和制備工藝的32nm超分辨成像器件。制備出多層薄膜結(jié)構(gòu)，SP傳輸與耦合損耗小于5dB/mm。掌握有源增益材料及結(jié)構(gòu)對SP模式傳輸損耗的補償特性，優(yōu)化設計增益補償?shù)牡蛽p耗SP傳輸、耦合結(jié)構(gòu)并制備出樣品。1nm)或金屬納米陣列對光刻靈敏度和分辨力的影響規(guī)律。 進一步完善365nm感光顯影數(shù)理模型和計算分析軟件方法，獲得金屬超薄膜(厚度163。實現(xiàn)SP計算仿真軟件與光學設計軟件的銜接和數(shù)據(jù)接口和詳細說明。設計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驗驗證方法及實現(xiàn)技術(shù)途徑。完善32nm及以下超分辨成像器件的像差特性及理論模型。理論和實驗探索研究SP與輻射電子轉(zhuǎn)換光刻的方法可行性。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； 實驗研究增益補償?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、耦合特性的物理機理，實現(xiàn)利用熱光效應、電光效應實現(xiàn)SP調(diào)控的結(jié)構(gòu)。開展徑向偏振光光刻的實驗研究工作。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)化的理論與實驗結(jié)果。研發(fā)一種焦深檢測的系統(tǒng)方案并實驗驗證。設計16nm超分辨成像器件，研究32nm及以下像差特性和實驗分析。1發(fā)表論文25~40篇，申請發(fā)明專利15～20項。1綜合應用SP光刻質(zhì)量提高手段，實現(xiàn)40nm～32nm線寬的的SP光刻實驗，：1以上。搭建針對光刻材料處理工藝的檢測系統(tǒng)（厚度、表面等），實驗研究光刻材料處理工藝評價對SP光刻質(zhì)量的影響。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。實現(xiàn)復合光刻介質(zhì)的三階非線性系數(shù)c3 ~ 1010esu （355 nm），實現(xiàn)高靈敏光刻膠，厚度：50～100nm，伽馬值： ～。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)理模型計算分析軟件方法。提出有效提高單個Lens視場的理論和方法。提交長焦深SP成像器件的設計軟件和詳細說明。進行超分辨成像器件的光刻實驗。研究SP光刻對圖形傳遞工藝的特殊要求及相互作用影響，利用光刻實驗系統(tǒng)與超分辨成像器件進行投影光刻，開展提高光刻圖形質(zhì)量的實驗研究。實驗研究多層金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備工藝和方法；實驗研究在多層金屬/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；實驗研究多層金屬/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。研究金屬納米顆粒的濃度、尺寸、形狀等參數(shù)對光刻膠相關(guān)參數(shù)的影響。引入矢量光場、非線性光學效應，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效應的影響。發(fā)展用于描述SP光刻工藝過程的數(shù)值仿真方法，建立相應的非線性時域和頻域有限差分法、嚴格耦合波（RCWA）等計算分析工具。利用楊顧算法等優(yōu)化設計方法設計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器件，用于改善SP成像質(zhì)量。1發(fā)表論文30~40篇，申請發(fā)明專利15~20項。提供32nm超分辨成像器件的優(yōu)化設計結(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驗驗證，得到二維光刻線條圖形。得到離軸照明、相移掩模等波前工程技術(shù)應用于SP光刻的實驗驗證結(jié)果。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。光刻膠厚度：50～100nm，伽馬值： ～2，給出偏振選擇性感光材料的初步試驗效果。給出納米顆粒加入后復合體系的光刻靈敏度和分辨力，并給出其它相關(guān)物理化學性能的變化參數(shù)。初步建立感光物理模型、感光材料特性影響光刻質(zhì)量的規(guī)律，初步建立365nm感光顯影數(shù)理模型計算分析軟件方法。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。研究65nm以下線寬超分辨成像器件的制備方法及相關(guān)工藝流程，光學方法測試超分辨成像器件的分辨力和成像質(zhì)量，研究超分辨成像器件的實驗驗證系統(tǒng)及相關(guān)單元技術(shù)。用于45線寬SP光刻的高質(zhì)量掩模及光刻圖形制備。研究光源偏振態(tài)、離軸照明對SP光刻質(zhì)量的影響，設計和搭建實驗系統(tǒng)，開展實驗驗證研究，研究用于提高SP光刻焦深、線寬分辨力的相移掩模設計優(yōu)化方法，以及相移掩模制備方法。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。光刻介質(zhì)的性能參數(shù)、表面平整度與SP光刻圖形質(zhì)量的關(guān)系。研究光刻光源SP激發(fā)的過程和場分布特點；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，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。建立優(yōu)化設計平臺，實現(xiàn)對波前調(diào)控器件的設計。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)生的原因和相應的克服方法。1發(fā)表論文25～35篇，申請發(fā)明專利16～20項。建立光學鄰近效應修正掩模的設計模型和分析評價方法，搭建用于檢驗掩模質(zhì)量的實驗系統(tǒng)，并用其對光學鄰近效應修正掩模技術(shù)進行實驗驗證，SP光刻實現(xiàn)45nm以下線寬