Детальная информация

Предмет исследования. Лазерная плазма, возбуждаемая на ксеноновой газовой струе-мишени. Цель работы. Разработка методов увеличения выхода излучения экстремального ультрафиолетового диапазона из такой плазмы для использования в качестве источника рабочего излучения в новой ветви литографии с длиной волны вблизи 11,2 нм до уровня, удовлетворяющего требованиям промышленного производства. Метод. Основным использованным методом было изменение диаметра лазерного луча посредством перемещения Хе газоструйной мишени вдоль его оси, что приводило к изменению размера области взаимодействия луча с мишенью и, соответственно, к изменению размера лазерной искры. Измерение интенсивности излучения плазмы с длинами волн 11,2 и 13,5 нм осуществлены с помощью поверхностно-барьерного Si-фотодатчика и брэгговского зеркала, также выполнены измерения поглощаемой плазмой энергии лазерного излучения. Основные результаты. При увеличении диаметра лазерного луча, освещающего мишень, с 46 до 344 мкм излучаемая в диапазоне экстремального ультрафиолета энергия возрастает примерно в 5 раз. В найденном режиме облучения эффективность конверсии лазерного излучения в излучение с длиной волны 11,2 нм составила 3,9%. Недавние измерения длительности существования плазмы показали, что она зависит от размеров плазмы и в ряде экспериментов оказывается существенно короче лазерного импульса, что позволяет использовать этот параметр (время жизни плазмы) в качестве оптимизационного при выборе длительности лазерного импульса. Практическая значимость. Полученные результаты демонстрируют рекордную для лазерноплазменных источников излучения с газовой мишенью эффективность конверсии энергии лазерного импульса в энергию экстремального ультрафиолетового излучения, что открывает перспективу применения такого источника в промышленном производстве микросхем.

Subject of study. Laser plasma excited by the xenon gas jet of a target. Goal of the work. Increasing the output of extreme ultraviolet radiation from such a plasma, used as a source of working radiation in a new branch of lithography with a wavelength near 11.2 nm, to a level that meets the requirements of industrial production. Method. The main method used was to change the diameter of the laser beam by moving Xe of the gas-jet target along its axis, which led to a change in the size of the area of interaction of the beam with the target and, accordingly, to a change in the size of the laser spark. The intensity of plasma radiation with wavelengths of 11.2 and 13.5 nm was measured using a surfacebarrier Si photosensor and a Bragg mirror, and the laser radiation energy absorbed by the plasma was also measured. Main results. When the diameter of the laser beam illuminating the target increases from 46 to 344 mum, the energy emitted in the extreme ultraviolet range increases approximately 5 times. In the found irradiation mode, the efficiency of conversion of laser radiation into radiation with a wavelength of 11.2 nm was 3.9%. Recent measurements of the plasma lifetime have shown that it depends on the size of the plasma and in a number of experiments turns out to be significantly shorter than the laser pulse, which makes it possible to use this parameter (plasma lifetime) as an optimization parameter when choosing the laser pulse duration. Practical significance. The results obtained demonstrate a record efficiency for laser-plasma radiation sources with a gas target for the conversion of laser pulse energy into the energy of extreme ultraviolet radiation, which opens up the prospect of using such a source in the industrial production of microcircuits.