报道了国内首块用于极紫外投影光刻系统的6 inch(1 inch=2.54 cm)标准极紫外光刻掩模。论述了32 nm节点6 inch标准极紫外光刻掩模的设计方案，及掩模衬底、反射层、吸收层材料的工艺特性研究，对缺陷控制及提高掩模效率的方法进行了分析。运用时域有限差分法对掩模的光学特性进行了仿真，根据仿真结果确定合适的Cr吸收层厚度。运用电子束光刻技术进行了掩模的图形生成，针对其中的电子束光刻临近效应进行了蒙特卡罗理论分析，用高密度等离子体刻蚀进行了图形转移，所制造的掩模图形特征尺寸小于100 nm，特征尺寸控制精度优于20 nm，满足技术设计要求。

极紫外（EUV）投影光刻掩模在斜入射光照明条件下，掩模成像图形位置和成像图形特征尺寸（CD）都将随入射光方向变化，即存在掩模阴影效应。基于一个EUV掩模衍射简化模型实现了掩模阴影效应的理论分析和补偿，得到了掩模（物方）最佳焦面位置和掩模图形尺寸校正量的计算公式。掩模（物方）焦面位置位于多层膜等效面上减小了图形位置偏移；基于理论公式对掩模图形尺寸进行校正，以目标CD为22 nm的线条图形为例，入射光方向变化时成像图形尺寸偏差小于0.3 nm，但当目标CD继续减小时理论公式误差增大，需进一步考虑掩模斜入射时整个成像光瞳内的能量损失和补偿。

采用一个极紫外投影光刻掩模衍射简化模型实现了三维接触孔掩模衍射场的快速仿真计算。基于该模型，得到了接触孔掩模衍射场分布的解析表达式，并对光刻成像时的图形位置偏移现象进行了解释和分析。简化模型中，掩模包括吸收层和多层膜两部分结构，吸收层的透射利用薄掩模修正模型进行计算，多层膜的反射近似为镜面反射。以周期44 nm、特征尺寸分别为16 nm和22 nm的方形接触孔为例，入射光方向发生变化时，该简化模型与严格仿真相比，图形特征尺寸误差小于0.4 nm，计算速度提高了近100倍。此外，考虑到多层膜镜面位置对图形位置偏移量的影响，得到了图形位置偏移量的计算公式，其计算结果也与严格仿真相一致。

建立一个计算极紫外投影光刻掩模衍射场的简化模型，在该简化模型中通过对入射光场进行追迹推导衍射场分布的解析表达式。简化模型中的掩模包括多层膜结构和吸收层结构两部分。多层膜结构的衍射近似为镜面反射。吸收层结构的衍射利用薄掩模修正模型进行分析，即将吸收层等效为位于某等效面上的薄掩模，引入边界点脉冲描述边界衍射效应，通过确定等效面的位置和边界点脉冲的振幅和相位，对经过吸收层的几何光波进行修正。吸收层结构的薄掩模修正模型能够用于计算斜入射角在12°范围内变化时，11 nm及其以上节点的密集线条的衍射场。以计算6°角斜入射、22 nm密集线条的掩模衍射场为例，该掩模简化模型与严格仿真计算结果相一致。

极紫外投影光刻(EuvL)两镜微缩投影物镜通常采用Schwarzschild结构和平场结构.本文分析了这两种结构在EUVL不同发展阶段的设计特点,并依据有限距反射系统像差理论,从解析解出发,设计了两套平场两镜系统,分别用于对分辨力为70nm、无遮拦、环形视场扫描曝光系统及目前研制的EUVL32nm技术节点小视场曝光系统的研究.系统设计指标满足极紫外投影光刻要求.

讨论了极紫外投影光刻掩模的反射光谱随多层膜参量的变化，通过曲线拟合得到了峰值反射率、带宽和中心波长与多层膜粗糙度、材料比值以及周期厚度的9个函数关系．模拟了6镜极紫外投影光刻系统的反射光谱，并计算了晶圆片处的相对照明强度．分析了由掩模在晶圆片处引入的照明误差，给出了照明误差的合成公式．

基于Xe的惰性和在13～14 nm波段高的辐射强度,Xe被认为是极紫外投影光刻(EUVL)潜在的靶材,为此设计和研制了一台液体微滴喷射靶激光等离子体(LPP)极紫外光源.详细地研究了Xe液体微滴喷射靶的光谱辐射特性、在13.4 nm的激光-EUV转换效率、辐射稳定性及碎屑产生状况.实验结果表明,Xe在13.4 nm的最高转换效率可以达到0.75%/2πsr/2%bw,辐射稳定性±4%(1σ),在激光打靶105次后无碎屑产生.

基于Nevot-Croce模型,计算了一系列具有粗糙界面的极紫外投影光刻掩模的反射光谱.通过拟合计算结果,得到了峰值反射率、带宽和中心波长与粗糙度的函数关系.根据光刻系统对照明均匀性的要求,讨论了在相同粗糙度变化范围内,分别由峰值反射率、带宽和中心波长引起的照明误差.结果表明,粗糙度对极紫外投影光刻掩模的峰值反射率影响最大.当掩模粗糙度为0.85±0.04nm时,峰值反射率将产生±0.9% 的波动,并由此产生±1.5% 的照明误差.为保证由峰值反射率导致的照明误差小于±1%,极紫外投影光刻掩模的粗糙度必须控制在±0.025nm以内.

介绍计算机辅助装调方法在离轴照明EUVL光学系统中的应用,阐述了一种基于奇异值分解(SVD)的牛顿迭代法来求解失调量.利用该方法对敏感矩阵进行分解,从中分析得到影响不同像差的结构参数的敏感性,并筛选出补偿器,求出相应失调量的大小.在此基础上进行多次模拟装调,证明各种情况都是收敛的,可以实现精密装调的目的.

论述了光刻技术发展的历程、趋势和极紫外投影光刻技术的特性,并介绍了极紫外投影光刻原理装置的研制工作.该装置由激光等离子体光源、掠入射椭球聚光镜、透射掩模、施瓦茨微缩投影物镜及相应的真空系统组成.其工作波长为13 nm,在直径为0.1 mm的像方视场内设计分辨率优于0.1 μm.