Источник экстремального ультрафиолетового излучения на основе плазмы ксенона: принципы, новые результаты и перспективы для литографии

В работе рассматривается лазерный разряд, поддерживаемый инфракрасным лазером в струе тяжёлого газа, как источник экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения для литографии. Показано теоретически и продемонстрировано в эксперименте, что область, занимаемая плазмой, излучающей в ЭУФ диапазоне длин волн, значительно больше, чем фокальное пятно лазера. Расширение излучающей плазмы за пределы фокуса лазера объясняется фотоионизацией окружающего газа и последующим нагревом электронов потоком тепла из области энерговклада за счёт теплопроводности. Исследованы возможности оптимизации источника ЭУФ излучения на основе рассматриваемого разряда. Обсуждаются предельные параметры источника ЭУФ излучения на основе плазмы ксенона, предназначенного для использования в проекте «Альфа-машина», в рамках которого планируется создание демонстрационного ЭУФ литографа. Показано, что применение ксеноновой струи может обеспечить эффективность на уровне существующих коммерческих источников.

На английском языке

Extreme ultraviolet radiation source based on xenon plasma: fundamentals, recent results, and prospects for lithography

Abramov I.S., Golubev S.V., Gospodchikov E.D., Shalashov A.G., Perekalov A.A., Nechay A.N. and Chkhalo N.I.

The paper considers a laser discharge supported by an infrared laser in a jet of a heavy gas as a source of extreme ultraviolet (EUV) radiation for lithography. It is shown theoretically and demonstrated in experiment that the region occupied by the plasma emitting in the EUV wavelength range is much larger than the laser focal spot. Expansion of the emitting plasma beyond the laser focus is explained by photoionization of the surrounding gas and subsequent heating of electrons by the heat flux from the energy deposition region due to thermal conductivity. The possibilities of optimizing the EUV radiation source based on the discharge under consideration are studied. Limiting parameters of the xenon plasma-based EUV radiation source intended for use in the «Alpha Machine» project are discussed. It is planned to create a demonstration EUV lithograph within the framework of the project. It is shown that the use of xenon jet can provide efficiency at the level of existing commercial sources.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2024_67_11_996

Пример ссылки для цитирования:

Абрамов И.С., Голубев С.В., Господчиков Е.Д., Шалашов А.Г., Перекалов А.А., Нечай А.Н., Чхало Н.И. Источник экстремального ультрафиолетового излучения на основе плазмы ксенона: принципы, новые результаты и перспективы для литографии // Изв. вузов. Радиофизика. 2024. Т. 67, № 11-12. C. 996–1012.