浸没式光刻有别于传统干式光刻,在硅片和物镜之间填充一层折射率大于1的液体,以提高光刻技术的分辨率和数值孔径。在实际曝光过程中,若浸没液体流速过小将来不及带走污染物,导致曝光缺陷,因此浸没流场流速分布测量具有重要意义。区别于传统片状激光PIV技术只能测量硅片静止状态下的浸没缝隙流场区域流速,本文建立了一套用于测量硅片不同运动工况下的浸没流场流速的体照明PIV实验系统。该方案在浸没流场图片结果中引入了物镜静态噪声与硅片移动噪声,故本文提出一种用于提取浸没流场流速信息的算法,并最终得到浸没流场全局流速信息。基于上述实验系统对原浸没单元构成的浸没流场进行实验研究,结果表明其核心流场流速过低,通过仿真探究浸没单元注液口对流场流速分布的影响,结合实验结果对浸没单元水平注液孔板进行改进,并实验验证新一代浸没流场流速分布满足实际曝光过程中的流速要求。本文主要完成以下工作:(1)浸没流场流速实验系统设计。根据浸没式光刻中的投影物镜,硅片,浸没单元之间的位置关系以及浸没流场的特点设计体照明PIV测试方案。根据实验原理与实际工况,分别对光源模块、相机模块、浸没模块进行选型设计分析,使该系统同时适用于硅片静止状态下以及硅片扫描运动下的工况。(2)浸没流场流速信息提取算法研究。根据浸没流场工作状态的复杂性,研究一套浸没流场流速信息提取算法,根据实际工况中硅片步进扫描要求,设计适应于各种工况的预处理算法,位移信息处理算法,数据后处理算法。耦合上述算法,设计算法界面并可以实时监控算法处理过程,最后进行算法测试,可以将图片中粒子的灰度信息转化为浸没流场流速信息,满足设计要求。(3)浸没流场流速实验研究及分布特性分析。对原浸没流场进行实验研究,分析硅片静止状态下的流速分布特性,发现核心流场的流速不符合专项要求。通过仿真探究影响浸没单元核心流场区域流动的因素,结合实验结果,对浸没单元进行改进,并实验验证新一代浸没流场流速分布改进效果,分析其时域特性和空域特性,满足专项要求。最后实验研究浸没流场在硅片不同扫描运动速度下的流速分布特性。