浸没流场及纳米气泡对45纳米光刻分辩率的影响

浸没式光刻是光刻技术发展的趋势和前沿，在光刻分辩率不断逼近22纳米物理极限过程中，浸没流场及流场中纳米气泡对曝光的影响已成为制约光刻技术发展的主要障碍。主要体现在浸没流场非接触密封的微观失效、流场应力对物镜和硅片的作用、纳米气泡对曝光的影响等基础理论问题尚未解决。为此，本项目拟以浸没流场动力学特性、流场引起的物镜和硅片纳米形变、以及纳米气泡对光波的作用等基础科学问题为突破口，重点开展以下工作：研究浸没流场边界气液固多相界面的相互作用规律及平衡机理，发展缝隙流场分层与回流检测新方法，为流场非接触密封和稳定性控制提供依据；研究流场对物镜和硅片的液固耦合作用，发展流场应力测试新方法，为物镜和硅片的纳米形变控制奠定基础；研究纳米气泡对光波的散射和衍射作用，发展纳米气泡控制新方法，实现气泡曝光缺陷的检测与评价。力争在45纳米光刻的前沿基础研究中取得开拓性进展，为我国光刻技术的原始创新奠定理论基础。

本项目针对45nm浸没式光刻机的浸没流场稳定性及微纳气泡控制等影响浸没曝光质量的关键问题，开展了浸没流场的流动特性、流场应力对物镜和硅片的作用、微纳气泡形成与消亡及其对浸没曝光缺陷的影响等方面的研究。建立了扫描运动下的浸没流场仿真模型和实验测试系统，发现并验证了浸没流场中的流动分层现象；建立了浸没流场应力分析模型和基于PVDF膜的流场应力测试系统，获得了物镜双折射及轴向和平面形变引起的浸没曝光偏差；开展了不同条件下气泡形成的理论分析和试验研究，提出了浸没流场微纳气泡抑制和消融方法。在理论研究基础上，完成了浸没流场控制单元的研制，为光刻机浸没系统的工程化研发奠定基础。本项目圆满地完成了预定的各项研究任务，达到预期的研究目标。共发表论文15篇，其中SCI检索10篇；7项发明专利和6项实用新型专利被受理，其中2项发明专利和5项实用新型专利获得批准；培养博士后1名、博士研究生5名、硕士研究生4名。