世界半导体业界受到不断进步的光学光刻技术的鼓舞，提高投影光学光刻系统的数值孔径可以满足对光刻图形的高分辨力需求。超大数值孔径和浸没式光刻技术的运用，而产生的光学偏振问题也会日益突出，成为了投影光学光刻研究者所关注的首要问题。这就需要更加深入地了解和掌握投影光学光刻系统中的偏振成像及其偏振成像控制方法。现在，投影光学光刻设备制造商和研究工作者就越来越重视基于偏振性的矢量衍射现象，并在他们最新型的设备中引入了偏振成像控制，以提高光刻成像的对比度和分辨力。 本论文研究了投影光学光刻偏振成像理论，为超大数值孔径的投影光学光刻系统的研究打下了基础：分析了超大数值孔径下偏扳成像中的TE偏振成像和TM偏振成像的差异，产生成像差异的根本原因是TM偏振光的E电场分布大小随数值孔径增大而剧烈变化。进一步分析了TE偏振成像、TM偏振成像的成像对比度、在光刻胶面的反射和透射情况；提出了在照明系统中加入线偏振器件、偏振掩模、偏振相移掩模和光栅偏振掩模的偏振成像控制方法；运用了非偏振照明和TE偏振照明、传统掩模和偏振掩模、传统掩模和光栅偏振掩模的对比光刻实验，从实验上验证了偏振成像理论和偏振成像控制提高光刻分辨力的原理。 在投影光学光刻系统中开展偏振成像控制技术的原理和方法的探讨具有很重要的现实意义。偏振成像控制技术将会成为分辨力增强技术的一个新的分支。这不仅能丰富分辨力增强技术理论，对延长光学光刻技术的寿命，提高光学光刻的分辨力具有重要意义，而且具有很高的学术意义，还将对超大规模集成电路器件和工艺的进步起到巨大的推动作用，为我国研究纳米光刻技术打下理论和实践基础，促进纳米科技发展具有实用价值。