Details
| Title | Ксеноновая лазерная плазма как источник излучения для литографии на длинах волн вблизи 11 нм = Xe laser plasma as a radiation source for lithography at wavelengths near 11 nm // Оптический журнал = Journal of optical technology: научно-технический журнал. – 2024. – № 6. — С. 47-61 |
|---|---|
| Creators | Калмыков С. Г. ; Буторин П. С. |
| Imprint | 2024 |
| Collection | Общая коллекция |
| Subjects | Физика ; Электронные и ионные явления. Физика плазмы ; Физическая оптика ; лазерная плазма ; ксеноновая плазма ; источники излучения ; литография ; газоструйные мишени ; лазерные импульсы ; брэгговская спектрометрия ; laser plasma ; xenon plasma ; radiation sources ; lithography ; gas jet targets ; laser pulses ; bragg spectrometry |
| UDC | 533.9; 535.2/3 |
| LBC | 22.333; 22.343 |
| Document type | Article, report |
| Language | Russian |
| DOI | 10.17586/1023-5086-2024-91-06-47-61 |
| Rights | Доступ по паролю из сети Интернет (чтение) |
| Record key | RU\SPSTU\edoc\74425 |
| Record create date | 11/6/2024 |
Предмет исследования. Лазерная плазма, возбуждаемая на газоструйной мишени из Xe. Цель работы. Достижение излучательной способности Xe плазмы на длине волны 11,2 нм, удовлетворяющей требованиям промышленной литографии. Кроме выраженно прикладной, работа имеет и диагностическую составляющую, целью которой было исследование внутренней структуры лазерной плазмы и определение её внутренних параметров: температуры, концентрации и среднего ионного заряда. Методология. Обзор содержит анализ работ, посвящённых комплексному исследованию лазерной плазмы с Хе газоструйной мишенью. В ходе этого исследования были разработаны и апробированы измерительные и диагностические методы: многозеркальная брэгговская спектрометрия, зондирование плазмы создающим её инфракрасным излучением лазера, определение среднего ионного заряда неравновесной короткоживущей лазерной плазмы на основании данных о сечении ионизации электронным ударом. Основные результаты. Разработана и апробирована методика многозеркальной брэгговской спектрометрии. С её помощью получены количественно калиброванные спектры Xe лазерной плазмы. Найден эффективный режим облучения мишени широким, расфокусированным лучом, позволивший получить значение коэффициента конверсии энергии лазерного излучения в энергию излучения плазмы в узкой полосе длин волн вокруг 11,2 нм, приблизительно равное 4%, что на сегодняшний день является мировым рекордом для плазмы такого типа. Разработан базирующийся на экспериментальных измерениях аналитический метод определения температуры и ионного заряда плазмы. Практическая значимость. Достигнутая конверсия энергии лазера в энергию излучения самого коротковолнового ультрафиолетового поддиапазона с длиной волны 11,2 нм для лазерной плазмы, возбуждаемой на Xe газоструйной мишени, является достаточной для её применения в высокопроизводительном, промышленном литографическом процессе. Использование в нём простого и "чистого" источника излучения на Xe плазме позволило бы избежать ряда проблем, с которыми сталкивается современная литография с длиной волны 13,5 нм и источником с мишенью из металлического олова.
Subject of study. Laser plasma excited on a gas-jet Xe target. Goal of the work. Achieving high emissivity of Xe plasma at a wavelength of 11.2 nm, meeting the requirements of industrial lithography. In addition to being clearly applied, the work also has a diagnostic component, the purpose of which was to study the internal structure of the laser plasma and determine its internal parameters: temperature, concentration and average ion charge. Methodology. The review contains an analysis of works devoted to the complex study of laser plasma with an Xe gas-jet target. During this research, measurement and diagnostic methods were developed and tested: multi-mirror Bragg spectrometry; probing the plasma with infrared laser radiation that creates it; determination of the average ion charge of a nonequilibrium short-lived laser plasma based on data on the electron impact ionization cross section. Main results. A multi-mirror Bragg spectrometry technique has been developed and tested. With its help, quantitatively calibrated spectra of Xe laser plasma were obtained. An effective regime for irradiating a target with a wide, defocused beam has been found, which has made it possible to obtain a value for the conversion coefficient of laser radiation energy into plasma radiation energy in a narrow wavelength band around 11.2 nm, approximately equal to 4%, which is currently a world record for a plasma of this type. An analytical method for determining the temperature and ion charge of a plasma, based on experimental measurements, has been developed. Practical significance. The conversion of laser energy into Extreme Ultraviolet radiation with a wavelength of 11.2 nm for laser plasma excited on an Xe gas jet target is sufficient for its use in a high-throughput, industrial lithography process at this wavelength. The use of a simple and “clean” Xe plasma radiation source would avoid a number of problems faced by modern lithography with a wavelength of 13.5 nm and a source with a metal tin target.
