本文在国内首次全面系统的对交替式移相掩模和无铬移相掩模进行研究。论文内容涉及到了利用这种移相掩模曝光的参数优化，掩模成像特点，100m技术节点上该技术应用于工业生产的可能性。AltPSM的掩模设计问题和CPL成像图形词汇库的建立。最后，还有生产这两种掩模的工艺和曝光效果。所得到的主要成果如下： 1.提出DUV波段曝光时光刻胶厚度优化与抗反射涂层相结合的方法减小光刻的驻波效应。 2.优化248m波长光源的光学曝光工艺参数，得到130m图形的最大工艺窗口。 3.分别采用AltPSM和二元掩模曝光，得到248nm波长光源的线性分辨率极限值，通过比较得出AltPSM具有更大的成像优势。 4.提出针对100m技术节点的曝光方法，通过分析NILS，曝光宽容度和焦深变化范围作出综合的判断，最终确定在该技术节点上采用AltPSM结合传统光源的方法可以应用于大生产当中。 5.在100nm技术节点上，移相器的宽度设计对焦深有很大影响，通过模拟给出了移相器宽度的设计范围。证明多段移相方式去除曝光后多余线条的方法在该技术节点将不再适用，应该采用二次曝光的方法去除多余线条。 6.采用无铬移相掩模方式曝光可以有两种成像方式，分别利用这两种成像方式制作不同类型的图形。研究不同移相器宽度在193m光源下的成像方式，建立图形与移相器尺度的对应关系，初步建立无铬移相掩模图形词汇库。 7.提出解决AltPSM移相掩模相位冲突的方法，该方法适用于100m技术节点的随机图形。通过分析模拟的结果预测该方法的工艺宽容度。同时根据模拟的结果确立图形分层的规则。 8.利用C语言编制图形分层的程序，实现图形的自动分层以解决相位冲突问题。遍历搜索的算法保证了图形处理时不会出现遗漏，优化过后的算法提高了程序运行的速度。 9.开发AltPSM完整制作工艺流程，提出了适用于石英版的ICP刻蚀工艺。优化了制作过程中的各项工艺参数。将AltPSM与二元掩模的曝光结果进行比较，证明AltPSM的分辨率提高效果。 10.开发无铬移相掩模的制作工艺流程。制作出无铬掩模形成图形的分辨率测试版。利用该分辨率测试版曝光，结果显示等间距线，放射状图形和圆环都超过了现有光学设备普通掩模的曝光极限。 论文中还对AltPSM结构优化对光强分布不平衡现象的改善效果做了模拟，介绍了193nm浸没式光刻机的出现对移相掩模技术应用的影响和这项技术的发展前景。