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制造集成电路的关键要求,是对特征尺寸和缺陷的控制。但是,由于光的衍射行为的限制,传统光学成像的分辨力,大约只有所使用光波长的一半。目前,关于表面等离子奇异特性的研究,显示了突破衍射极限的可能。随后,一系列包括波前工程(例如相移掩模)的尝试,被用于提升等离子透镜光刻的成像分辨力和对比度。在传统的投影光刻中,离轴照明被广泛用于提升分辨力和焦深。本论文开展了应用离轴照明提升超衍射成像性能的超透镜光刻研究。主要进行了理论研究、优化设计和光刻实验。本论文主要研究内容以及结论如下:1.在非接触的方式下,提出和证实了离轴照明等离子透镜可提高成像对比度。由于波矢的移动,纳米掩模图形的空间频谱分量得到了极大的提升,而这将会带来包括分辨力、对比度、逼真度和空气间隙延伸等成像性能的提升。与垂直照明相比,通过采用数值孔径NA=1.55的离轴照明等离子透镜(Off-axis illumination plasmonic lens,OAIPL),线宽35nm和60nm光栅图形的空气间隙拓展,分别延伸到了25nm和100nm。2.通过对60nm线宽图形照明数值孔径的优化,实现了高成像对比度。此外,不同的空气层厚度情况下,通过数值计算,分析了成像光场的对比度与光强利用率的变化规律。与垂直照明时的情况相比,照明数值孔径NA=1.52,能够将线宽60nm的银-光刻胶-银结构的空气间隙拓展到大约100nm。3.基于上述理论研究和数值仿真,开展了实验器材的设计,并完成了相关超分辨光刻实验。照明角度和照明光的波长分别为60度和365nm。单侧照明时,基于光刻胶-银结构,实现了特征尺寸为60nm的超衍射成像。