本项目属微纳加工制造装备领域。投影光刻技术是人类迄今为止所能达到的精度最高的微纳加工技术，是集成电路技术发展的先导，是信息革命的基石。像质是影响投影光刻加工精度的最关键因素，像质原位检测与控制技术是国际光刻技术领域公认的投影光刻机研发的关键主题，具有重大科学技术意义与应用价值。欧美国家对于该技术高度垄断，设置了严格的知识产权壁垒。 本项目成功实现理论研究与工程性技术创新的紧密结合，解决了系列关键技术问题，在投影光刻机像质检测与控制技术的理论研究、关键单元研究、总体集成与重大应用等方面取得国际先进水平并有自主知识产权的重大创新成果，填补了国内该技术领域空白，打破了国际技术垄断。本项目研究来源于国家科技支撑计划和上海市科技创新行动计划等项目。 本项目突破实现的核心关键创新技术主要包括：提出了基于偶极子辐射的投影光刻机成像理论，实现了投影光刻机像质的严格解析分析；创新发展了基于镜像标记硅片曝光的像质参数检测技术，实现了静、动态像质参数的精确检测；提出了基于多光束干涉的像质参数检测技术，成功实现投影光刻机奇、偶像差的快速高精度检测；提出了空间像重构技术，提高信号利用效率，有效提升波像差检测精度与速度；创新发展了基于全局优化策略的像质控制技术，实现了投影光刻机像质的系统精密控制。 本项目发明并集成多项核心关键创新技术，应用效果显著。取得重要突破的投影光刻机水平向与垂向像质、静态与动态像质、奇偶波像差等系列像质参数测控关键技术，2009年成功应用于步进投影光刻机，实现了高精度像质检测与控制，分辨率达到2μm，套刻精度<500nm，达到国际同类产品先进水平。本项目创新发展的新一代基于空间像重构的波像差测控技术，成功应用于先进显示领域的扫描光刻机，实现分辨率2μm，达到国际先进水平，形成了我国投影光刻机的核心竞争力。 本项目成果取得显著经济效益。迄今为止，以本项目成果为核心技术的步进投影光刻机实现17台的产品销售(包括台湾销售2台)，订单总金额超过3亿元人民币，国内集成电路后道光刻机市场占有率达到85%。成功打破国外投影光刻机对我国市场的垄断。 本项目成果已获授权国际与国内发明专利53项，发表SCI、EI收录论文159篇，其中在Optics Express、Optics Letters等学术期刊上发表SCI论文74篇，他引370次。本成果得到国际同行重点引用与高度评价,《Nature Methods》（《自然-方法学》）杂志News & Views专栏重点引用本项目成果，并给予高度评价，认为可成功解决高分辨光学成像相位失真的关键问题。美国劳伦斯伯克利国家实验室著名科学家Goldberg在光刻领域权威专著中引用本项目成果，认为可以克服现有干涉测量方法存在的重大精度缺陷。本项目已培养高端光刻机像质测控领域博士毕业生13名（含该领域我国首批博士），其中多位已成为我国高端光刻机相关领域的领军人才。 本项目成果具有重大自主创新，研究难度大，经济、社会效益显著，打破国际知识产权垄断，已产生重要国际影响，并已在重要应用中取得突破性成效，是具有国际先进水平的重大高科技成就。