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信息技术的快速发展促使半导体制造技术逐渐提高,光刻分辨率按照摩尔定律的预言继续减小。通过移相掩膜、光学临近校正和其他分辨率增强技术,光学光刻实现了小于入射光波长特征线宽的制造。然而光学光刻的极限分辨率约50nm,不能满足未来45nm和32nm节点要求。浸没式光刻在最后一片投影透镜和硅片间的缝隙内注入一种高折射率液体来替代原有的气体介质,增大的介质折射率使分辨率提高,从而可使光学光刻延伸至45nm以下。浸没液体传送装置是浸没光刻设备中的一个关键组件,用来实现缝隙内液体的平稳注入和回收,同时保证无泄漏和气泡产生。本文的工作就是进行浸没液体传送单元的设计、仿真和实验研究,主要内容如下: 第一章,介绍了集成电路的发展概况和光学光刻技术的原理;概括了具有竞争力的下一代光刻技术,并对比了浸没式光刻的优势;综述了国内外浸没光刻技术的主要研究进展;最后概括了本文研究的重要意义和主要研究内容。 第二章,分析了液体注入过程的物理特性,阐述了计算流体力学自由液面模型的仿真方法,采用二维模型研究了接触角、硅片扫描方向、入口速度和角度对注入过程的影响,最后采用三维模型,研究了缝隙高度对液面形状的影响。 第三章,创建了二自由度模拟曝光平台,采用PMAC控制器实现伺服电机控制,应用PEWIN32控制软件实现了运动程序的执行和系统控制参数调节,最后简述了气—液控制回路的软硬件组成。 第四章,简介了各种液体密封方法,提出本文拟采用液密封和气—液混合密封方式;针对普通液密封的不足,提出多孔介质边缘防泄漏的方法,并研究了多孔介质孔径、孔隙率、宽度等与液体流速和硅片扫描速度间的关系,获得了优化的参数组合,并结合实验研究,证明了液密封的可行性。 第五章,设计了气密封方式的浸液单元,通过实验发现初步样机密封边界压力不均,从而提出了具有气压均压结构的设计方法,使得密封边界压力达到均布的效果,最后结合气密封和液密封的思想,设计了气—液混合密封浸液单元。 第六章,采用CFD仿真研究了硅片静止和运动情况下,透镜底面所受正应力和剪应力情况,并对正应力变化进行了对比。 第七章,对本论文的研究工作和成果进行了总结,展望了未来需开展的工作。