近年来，随着集成电路向亚微米、纳米方向的快速发展，光刻技术的加工分辨率已经进入纳米量级。纳米器件的发展趋势不仅要求特征尺寸越来越小，而且要能够实现包括二维到三维的复杂纳米微结构加工与器件制备。基于非线性光学原理的飞秒激光多光子光刻技术，可以突破光学衍射极限进行任意三维复杂结构的加工，同时具有较高的加工精度和分辨率，已经成为纳米器件加工中行之有效的手段和途径。　　 多光子光刻技术的发展和应用需要高性能的光刻胶与之匹配，目前应用于多光子光刻技术的光刻胶多数是基于高分子材料的商品化光刻胶，如常用的SCR500、SU8等负性光刻胶，多光子正性光刻胶的研究主要以聚甲基丙烯酸衍生物为主。光刻胶的分辨率和线边缘粗糙度是由主体材料的分子大小决定的，尽管无定形的高分子材料有柔性、易加工等特点，但是因其分子量较大和分子量分布较宽而造成线边缘粗糙度较大，难以满足纳米加工对成像表现和分辨率进一步的要求。　　 分子玻璃是无定形的有机小分子化合物，具有确定的分子结构、单一分子量分布和更小的分子尺寸，没有分子间的链缠结。利用分子玻璃作为光刻胶主体材料，在要求高分辨率和低线边缘粗糙度的纳米加工中，会比高分子材料更具有潜在的优势。分子玻璃作为主体材料的光刻胶，目前已经被应用到电子束(e-beam)和极紫外(EUV)光刻等领域并获得了较高的加工精度。　　 本论文以开发新型分子玻璃正性光刻胶为目的，设计合成杯芳烃类衍生物作为分子玻璃的主体材料，将其与光生酸剂三氟甲磺酸三苯硫鎓盐进行复配制备了分子玻璃正性光刻胶，并对光刻胶的成分以及紫外光曝光下的显影工艺进行了优化。在此基础上进一步使用飞秒激光对杯芳烃分子玻璃正性光刻胶进行多光子光刻实验，对这种分子玻璃正性光刻胶应用于飞秒激光多光子光刻的特性进行评价，为发展适合于多光子光刻的分子玻璃正性光刻胶提供科学基础与工艺参数。　　 本论文由五章组成，各章内容如下:　　 第一章:回顾了微电子技术的发展概况以及光刻技术在微电子工业中举足轻重的地位。在对光刻技术原理及其发展进行总结的同时，重点针对本论文涉及的多光子光刻技术及其进展状况进行了介绍。进一步综述了光刻技术中的关键性基础材料——光刻胶，尤其是小分子光刻胶的研究概况。最后阐述了本论文的研究目的、意义和研究内容。　　 第二章:设计合成了两种分子玻璃材料——2，8，14，20-四甲基杯[4]芳烃及其衍生物和2，8，14，20-四(p-羟基苯基)杯[4]芳烃及其衍生物，利用1HNMR、FT-IR、DSC、TGA等手段对杯芳烃类衍生物进行结构鉴定和性能表征，评价了材料的光谱性能及热稳定性等特性，结果表明2，8，14，20-四(p-羟基苯基)杯[4]芳烃衍生物具有更好的热稳定性而适用于分子玻璃光刻胶。　　 第三章:本章着重讨论了光生酸剂在化学增幅型光刻胶中的应用原理，对光生酸剂三氟甲磺酸三苯硫鎓盐的光谱性质及热稳定性进行了测定，同时还利用罗丹明B的酸示踪原理测定了该光生酸剂在乙腈溶液和2，8，14，20-四(p-羟基苯基)杯[4]芳烃衍生物薄膜中的产酸量子效率。　　 第四章:研究了利用上述光生酸剂以及光刻胶主体材料制备分子玻璃正性光刻胶的配方组成，通过对其曝光、显影等处理条件评价，优化了后处理工艺条件，并将其应用于多光子光刻技术中，获得了完整的线条和二维图形结构。　　 第五章:针对本论文中研究的分子玻璃正性光刻胶在多光子光刻中的实验结果做了总结和归纳，并对光刻胶的未来发展做了展望。