1 - гнц рф тринити

advertisement
На правах рукописи
Иванов Александр Сергеевич
ИСТОЧНИК ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УФ ИЗЛУЧЕНИЯ (  13,5 нм)
НА ОСНОВЕ РАЗРЯДА ТИПА ЛАЗЕРНОИНДУЦИРОВАННОЙ
ВАКУУМНОЙ ИСКРЫ В ПАРАХ ОЛОВА
01.04.08 – физика плазмы
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата физико-математических наук
Троицк 2008
2
Работа выполнена в Государственном научном центре Российской
Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных
исследований (ГНЦ РФ ТРИНИТИ)
Научный руководитель:
доктор физико-математических наук
Виноходов А. Ю.
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук,
профессор Ковальский Н. Г.
доктор физико-математических наук,
профессор Сейсян Р. П.
Ведущая организация:
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Защита диссертации состоится “05” декабря 2008 г. в “14” часов “00” минут
на заседании диссертационного Совета Д 201.004.01 при ГНЦ РФ ТРИНИТИ
по адресу: 142190, Московская обл., г. Троицк,ул. Пушковых, владение 12.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ ТРИНИТИ
Автореферат разослан
28 октября 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат физико-математических наук
Казаков С.А.
3
Общая характеристика работы
Актуальность работы
Для дальнейшего развития микроэлектроники необходимо создание
следующего поколения промышленных литографических систем. Среди
существующих альтернативных технологий, наиболее привлекательной
является технология проекционной фотолитографии в экстремальном
ультрафиолетовом диапазоне (ЭУФ литография), которая использует
излучение в диапазоне длин волн   13,5  0,135 нм. Ключевое значение для
ЭУФ литографии имеет разработка эффективного источника ЭУФ излучения,
обладающего высокой средней мощностью излучения. В настоящее время
наиболее перспективными с точки зрения получения максимальной
эффективности, высокой средней мощности и возможностей дальнейшего
масштабирования являются разрядные источники ЭУФ излучения на основе
разряда типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова.
Исследование физических процессов образования высокотемпературной
плазмы и генерации ЭУФ излучения в разряде типа лазерноиндуцированной
вакуумной искры в парах олова является важной и актуальной задачей для
создания источника ЭУФ излучения.
Цель работы
Целью диссертационной работы являлось исследование физических
процессов, происходящих в разряде типа лазерноиндуцированной вакуумной
искры в парах олова, и их влияния на энергетические и пространственные
характеристики ЭУФ излучения, соответствующие требованиям ЭУФ
литографии.
Задачи исследований
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих
основных задач:
- исследования физических процессов, происходящих при
инициировании разряда лазерным излучением, и определения оптимальных
параметров лазерного импульса для достижения максимальных выходных
характеристик источника ЭУФ излучения.
- исследования физических процессов, происходящих в разряде типа
вакуумной искры, и их влияния на выходные параметры источника ЭУФ
излучения.
- поиска режимов возбуждения разрядного импульса, способствующих
эффективной генерации ЭУФ излучения с требуемыми для ЭУФ литографии
энергетическими и пространственными параметрами.
4
Методы исследований
При решении перечисленных задач основным методом являлся
физический
эксперимент
с
привлечением
методов
численного
моделирования изучаемых физических процессов и интерпретация
полученных экспериментальных данных на основе теоретического анализа.
Научная новизна работы
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1) Обнаружено, что для достижения максимальной эффективности
источника ЭУФ излучения на основе разряда типа лазерноиндуцированной
вакуумной искры в парах олова необходимо обеспечить достижение
плотностью мощности лазерного импульса некоторого порогового значения,
которое зависит от длины волны лазерного излучения, размеров фокального
пятна и расстояния между электродами.
2) Установлено, что существует оптимальное значение скорости
нарастания разрядного тока, при котором эффективность источника ЭУФ
излучения достигает максимального значения.
3)
Обнаружено, что осуществление предварительного разряда
приводит к уменьшению пространственных размеров плазмы, генерирующей
ЭУФ излучение.
4)
Обнаружен эффект повышения эффективности ЭУФ источника
при наличии временной задержки между моментом коммутации
межэлектродного промежутка инициирующей лазерной плазмой и началом
разрядного импульса. При этом оптимальное значение временной задержки
зависит от плотности мощности инициирующего лазерного излучения.
5) Установлена природа энергетической и пространственной
нестабильности ЭУФ излучения, связанная с модификацией профиля
поверхности электрода, облучаемого инициирующим лазерным импульсом.
6) Проведено сравнительное исследование энергетических и
пространственных характеристик ЭУФ излучения при разной полярности
электродов. Найдено, что по совокупности параметров более
предпочтительным для использования в ЭУФ литографии является
облучение инициирующим лазерным импульсом катода.
Защищаемые положения
Автор выносит на защиту следующие основные положения:
1. Зависимость эффективности источников ЭУФ излучения на основе
разряда типа лазерноиндуцированной вакуумной искры на парах олова от
плотности мощности лазерного излучения имеет насыщающийся характер,
5
при этом переход в насыщение зависит от длины волны лазерного излучения,
размеров фокального пятна и расстояния между электродами.
2.
Доказано существование оптимального значения скорости нарастания
разрядного тока, равного dI/dt  0,41012 А/с, при котором достигается
максимальное значение эффективности источника ЭУФ излучения в
диапазоне длин волн   13,5  0,135 нм.
3. Найден режим ввода энергии в разряд, при котором происходит
увеличение эффективности источника ЭУФ излучения и уменьшение
пространственных размеров плазмы, излучающей в ЭУФ диапазоне спектра.
4. Установлено, что природа энергетической и пространственной
нестабильности ЭУФ излучения связана с изменением профиля поверхности
облучаемого инициирующим лазерным импульсом электрода под действием
разряда при работе источника ЭУФ излучения в импульсно-периодическом
режиме.
Вклад автора
В результаты совместных работ автором внесен определяющий вклад,
выраженный в постановке и проведении экспериментов, разработке и
проектировании экспериментальной техники, в определении задач
теоретического исследования, анализе результатов экспериментов и их
интерпретации.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и
содержит 153 страницы машинописного текста, 134 рисунка, 2 таблицы и
список цитируемой литературы из 141 наименования.
Содержание работы
В введении обоснована актуальность проводимых исследований,
указана цель и задачи, при решении которых эта цель достигается.
Приводится краткое содержание диссертации, формулируются основные
защищаемые положения, новизна и практическая значимость полученных
результатов.
Глава I представляет собой литературный обзор, в котором
рассмотрены основные принципы ЭУФ литографии и приводятся
требования, предъявляемые к источникам излучения для ЭУФ литографии.
Согласно этим требованиям, источник должен генерировать ЭУФ излучение
в диапазоне длин волн   13,5  0,135 нм в телесный угол  1,8 ср с высокой
6
энергетической ( 1%) и пространственной ( 1% от размеров)
стабильностью от импульса к импульсу. При этом характерный размер
плазмы, генерирующей ЭУФ излучение, не должен превышать  1,5 мм. Для
повышения эффективности генерации ЭУФ излучения используется плазма,
содержащая многозарядные ионы лития (Li), ксенона (Xe) или олова (Sn),
которые являются основными источниками селективного излучения в
требуемом спектральном диапазоне. Рассматриваются свойства и
характеристики соответствующей плазмы. Показано, что наибольшей
эффективностью обладает плазма многозарядных ионов олова (Sn7+Sn12+),
которые имеют пик излучения в требуемом спектральном диапазоне.
Представлено современное состояние разработок лазерных и разрядных
источников излучения для ЭУФ литографии. Рассмотрены основные
достоинства и недостатки данных источников ЭУФ излучения.
В главе II приведено описание экспериментальной установки, на
которой проводились исследования. Схема установки и ее основные
функциональные системы представлены на рис.1.
Вакуумная камера 1 откачивалась турбомолекулярным насосом 2. При
Рис.1. Схема установки и ее основные функциональные системы:
1 – вакуумная камера; 2 – турбомолекулярный насос; 3 – форвакуумный насос;
4 – баллон с аргоном; 5 – газовый натекатель; 6 – электродная система; 7 – схема
возбуждения разряда; 8 – блок запуска тиратрона; 9,10 – блоки синхронизации; 11 –
лазер; 12 – оптическая система с фокусирующей линзой; 13 – система регистрации
ЭУФ излучения; 14 – осциллограф; 15 – камера-обскура с ПЗС матрицей; 16 – ПЭВМ;
17 – система водяного охлаждения; 18 - система масляного охлаждения.
7
проведении экспериментов рабочее давление в камере составляло  10-3
Торр.
Электродная система источника состояла из высоковольтного
электрода, содержавшего оловянную вставку, и заземленного электрода с
центральным отверстием для ввода инициирующего лазерного импульса и
вывода ЭУФ излучения. Эксперименты проводились с оловом как в твердом,
так и в жидком состоянии. Межэлектродное расстояние могло изменяться, но
обычно составляло  3 мм.
Для инициирования разряда использовалось излучение эксимерного
KrF лазера с длиной волны излучения   248 нм и СО2 лазера с   10,6 мкм.
Оптическая система 12 фокусировала излучение лазера на поверхность
оловянной вставки, при этом максимальная плотность мощности лазерного
излучения в фокусе составляла  3109 Вт/см2 и  4108 Вт/см2 для KrF и СО2
лазера соответственно.
Энергетические параметры ЭУФ излучения в спектральном диапазоне
  13,5  0,135 нм регистрировались с помощью калиброванных
измерителей
энергии
на
основе
фотодиодов.
Для
измерения
пространственных характеристик излучающей плазмы использовалась
камера обскура, которая состояла из диафрагмы диаметром 100 мкм и ПЗС
матрицы с нанесенным фосфоресцирующим слоем. Фильтрация
длинноволнового излучения осуществлялась с помощью Be или Zr фильтра.
Разрешение камеры составляло  50100 мкм. Эмиссия заряженных частиц
из зоны разряда регистрировалась посредством цилиндра Фарадея и
коллектора электронов. Параметры схемы возбуждения разряда измерялись
калиброванными высоковольтными делителями и поясом Роговского.
Схемы возбуждения разряда, применявшиеся при проведении
экспериментов, обеспечивали импульсную зарядку конденсаторной батареи
емкостью С1  0,241,92 мкФ, подсоединенной к электродной системе, до
напряжения U  1,510 кВ. Минимальная индуктивность разрядного контура
составляла
L

4
нГн.
Высоковольтный
импульсный
трансформатор позволял проводить
эксперименты
при
разной
полярности электродов.
В главе III представлены
результаты исследования основных
физических
процессов,
происходящих
при
работе
источника ЭУФ излучения.
В первом параграфе данной
главы
приведены
результаты
исследования
инициирования
Рис.2. Типичные изображения
излучающей плазмы при облучении
лазерным импульсом катода (А) и анода (Б).
8
разряда импульсом лазерного излучения. Минимальная плотность мощности
лазерного излучения, необходимая для инициирования разряда, совпадает с
порогом плазмообразования. Показано, что существует временная задержка
между воздействием лазерного импульса и началом разрядного тока, которая
вызвана
распространением
образующейся
лазерной
плазмы
в
межэлектродном промежутке. Рассмотрено влияние полярности электродов
на процессы, происходящие при инициировании разряда.
Во втором параграфе рассматриваются процессы, происходящие в
разряде типа вакуумной искры. Показано, что при облучении лазерным
импульсом катода происходит сжатие плазмы под действием магнитного
поля тока. В результате развития неустойчивости типа перетяжки (m = 0),
возле поверхности катода формируется микропинч, который эффективно
генерирует ЭУФ излучение. Типичные размеры излучающей плазмы возле
катода составляют  0,2х0,3 мм2 (ширина на уровне половинной
интенсивности). При определенных условиях могут происходить повторные
сжатия плазмы в перетяжке. В результате воздействия на поверхность анода
ЭУФ
излучения,
а
также
ускоренных пучков электронов и
кумулятивных
струй
высокотемпературной
плазмы,
образующихся при сжатии плазмы
в перетяжке, может происходить
генерация ЭУФ излучения возле
анода (рис.2А).
Рассмотрены
особенности
процессов
генерации
ЭУФ
излучения
при
облучении
лазерным импульсом анода. В этом
случае
высокотемпературная
плазма образуется, в основном, под
действием ускоренных пучков
электронов,
бомбардирующих
Рис.3. Последовательность импульсов
поверхность анода. При этом
энергии ЭУФ излучения (отн.ед./кл) при
величина энергии ЭУФ излучения
облучении лазерным импульсом анода (1)
может быть больше, чем при
и катода (2).
обучении катода, что, однако,
сопровождается высокой энергетической нестабильностью от одного
разрядного импульса к другому (рис.3). Типичный размер излучающей
плазмы при облучении анода составляет  11,2 мм (ширина на уровне
половинной интенсивности) (рис.2Б), что не удовлетворяет требованиям,
предъявляемым к источникам излучения для ЭУФ литографии, поэтому в
дальнейшем рассматривается в основном случай, когда инициирующий
лазерный импульс воздействует на катод.
9
В третьем параграфе представлены результаты исследования
процессов, происходящих при работе источника ЭУФ излучения в
импульсно-периодическом режиме. Показано, что при работе ЭУФ
источника с твердым оловом под действием разряда происходит
модификация профиля поверхности олова, которая приводит к падению
уровня энергии ЭУФ излучения, ухудшению энергетической и
пространственной стабильности излучающей плазмы (рис.4), а затем и
прекращению пробоя разрядного промежутка. Выяснено, что использование
жидкого олова позволяет избежать возникновения нестабильности при
работе источника ЭУФ излучения в импульсно-периодическом режиме.
Рис.4. Процесс распада пятна излучающей плазмы возле катода,
происходящий при формировании кратера.
В четвертом параграфе третьей главы приведены результаты
исследования продуктов эрозии электродов, которые образуются при работе
ЭУФ источника, а также методы защиты элементов оптической системы.
Показано что корпускулярные продукты эрозии электродов состоят из
ионизированной, паровой и капельной фракции. Рассматривается
воздействие данных продуктов эрозии на элементы оптической системы и
методы защиты от них.
Глава IV посвящена результатам экспериментального исследования
влияния параметров инициирующего лазерного излучения и схемы
возбуждения разряда на характеристики источника ЭУФ излучения.
В первом параграфе данной главы представлено исследование
воздействия параметров лазерного импульса на энергетические и
пространственные характеристики источника ЭУФ излучения. Найдено, что
инициирование разряда происходит при замыкании межэлектродного
промежутка двукратно ионизованными ионами олова, которые ускоряются
амбиполярным полем электронов и приобретают большую скорость разлета,
по сравнению с однократно ионизованными ионами. Показано, что
ключевым параметром лазерного импульса является плотность мощности
лазерного излучения на поверхности электрода. Эффективность источника
ЭУФ излучения зависит от электрической проводимости лазерной плазмы ,
по которой протекает ток разрядного импульса. При острой фокусировке
лазерного излучения   (q22R0)1/3, где q – плотность мощности излучения,
 - длина волны лазера, R0 – характерный размер фокального пятна. Показано
соответствие полученных экспериментальных данных с теоретическими
зависимостями (рис.5). Результаты экспериментов с Nd:YAG и XeF лазерами
10
2.2
Ýô ô åê òè âí î ñòü, î òí . åä.
Ýô ô åê òè âí î ñòü, % (2 ñð , )
получены на другом ЭУФ источнике с аналогичной конструкцией
электродной системы.
3
2
1.8
1.6
4
1
1.4
2
1.2
8
1
6
4
2
2
0
1
1
0
10
Ï àð àì åòð q R 0)  10 9 Âò ì ê ì /ñì
Рис.5. Зависимость эффективности
ЭУФ источника от параметра q(2R0)1/3
для СО2 лазера (1) (  10,6 мкм;
0,55х0,64 мм2), Nd:YAG лазера (2) ( 
1,06 мкм; 0,48х0,48 мм2), XeF лазера (3)
(  0,351 мкм; 0,35х1,2 мм2) и KrF
лазера (4) (  0,248 мкм; 0,36х0,61 мм2).
2
10 20 30 40 50 60
Ýí åð ãè ÿ ë àçåð à, ì Äæ
Рис.6. Зависимость
эффективности ЭУФ источника от
энергии KrF лазера при разном
расстоянии между электродами:
1 – 3 мм; 2 – 6 мм.
При увеличении межэлектродного расстояния переход зависимости
эффективности в насыщенное состояние происходил при большем значении
плотности мощности лазерного излучения (рис.6), что связано с падением
температуры разлетающейся лазерной плазмы и уменьшением ее
электрической проводимости.
При использовании для
инициирования разряда импульса
СО2 лазера в пространстве между
электродами возникало третье
пятно плазмы, генерирующее ЭУФ
излучение (рис.7). Показано, что
причина
данного
эффекта
заключалась во взаимодействии
разрядной
плазмы
с
продолжавшимся
в
течение
разряда импульсом лазерного
излучения.
Рис.7. Изображение излучающей плазмы
Повышение
размеров
фокального
пятна
лазерного
излучения
приводило
к
при воздействии импульса
KrF лазера (А) и СО2 лазера (Б):
1 – пятно возле катода; 2 – пятно возле
анода; 3 – третье пятно.
11
Во
втором
параграфе
рассматривается влияние параметров
схемы возбуждения разряда на
выходные характеристики источника
ЭУФ излучения. Показано, что
энергия ЭУФ излучения линейно
зависит от емкости конденсатора С1
и амплитуды зарядного напряжения
U, а зависимость эффективности
ЭУФ источника от величины
вложенной в разряд энергии имеет
характерный максимум (рис.8).
30
Ýô ô åê òè âí î ñòü, î òí . åä.
увеличению времени, необходимого
для сжатия плазмы в перетяжке. В
результате, при относительно малой
длительности разрядного импульса
не
происходило
образования
микропинча возле катода.
25
20
4
3
2
15
5
1
10
5
0
0
4
8
12
16
20
24
Âë î æåí í àÿ ýí åð ãè ÿ, Äæ
Рис.8. Зависимость эффективности
ЭУФ источника от вложенной в разряд
энергии при разных С1:
1 – 0,25 мкФ; 2 – 0,5 мкФ; 3 – 1,0 мкФ;
4 – 1,5 мкФ; 5 – 1,8 мкФ.
5
1
1
2
4
0.8
dI/dt, 10 12 A/c
Ýô ô åê òè âí î ñòü, î òí . åä.
Установлено, что ключевым
параметром разрядного импульса является скорость нарастания разрядного
тока dI/dt. Доказано, что существует оптимальное значение dI/dt  0,41012
3
2
1
0.6
0.4
1
0.2
0
0
0
2
4
6
8
Í àï ð ÿæåí è å, ê Â
Рис.9. Зависимость эффективности
ЭУФ источника от зарядного
напряжения при разной
индуктивности L (C1  0,5 мкФ):
1 – L  4,8 нГн; 2 – L  11 нГн.
2
0
2
4
6
8
10
Í àï ð ÿæåí è å, ê Â
Рис.10. Зависимость скорости
нарастания разрядного тока от
напряжения при разной
индуктивности L (C1  0,5 мкФ):
1 - L  4,8 нГн; 2 - L  11 нГн.
А/с, при котором достигается максимальное значение эффективности
источника ЭУФ излучения в спектральном диапазоне   13,5  0,135 нм
(рис.9 и рис.10).
12
Скорость нарастания разрядного тока влияет на динамику первого
сжатия плазмы в перетяжке и описывается выражением, полученным в
рамках модели «снежного плуга»:   [сr0/(dI/dt)]1/2M1/4, где с – скорость
света, r0 – начальный радиус плазмы, dI/dt – скорость нарастания разрядного
тока, М – масса частиц плазмы на единицу длины.
Рис.11. Осциллограммы разрядного тока (1) (14 кА/кл.) и ЭУФ излучения (2)
(отн.ед./кл.) при разных С1 (U  4 кВ; L  4,4 нГн):
А – С1  0,24 мкФ; Б – С1  0,5 мкФ; В – С1  1,6 мкФ.
Увеличение длительности разрядного импульса приводит к появлению
дополнительных сжатий разрядной плазмы в перетяжке и соответствующих
пиков генерации ЭУФ излучения (рис.11). При этом наблюдается
нестабильность генерации ЭУФ излучения при повторных сжатиях (рис.12).
Найдено, что увеличение числа сжатий плазмы в перетяжке приводит к
увеличению характерных размеров плазмы, излучающей в ЭУФ диапазоне.
В третьем параграфе четвертой
главы
рассматривается
метод
стабилизации
пространственных
характеристик излучающей плазмы
при осуществлении предварительного
разряда. Обнаружено, что существует
оптимальная
задержка
между
инициирующим
лазерным
и
разрядным импульсами, зависящая от
плотности
мощности
лазерного
излучения, при которой может
происходить
повышение
эффективности
источника
ЭУФ
излучения.
Данный
эффект
происходит в результате замыкания
межэлектродного
промежутка
однократно ионизованными ионами
олова,
образующимися
при
Рис.12. Типичные осциллограммы
разрядного тока (1) (14 кА/кл.) и
энергии ЭУФ излучения (2) (отн.ед./кл.)
в режиме пикового накопления
(С1  1,9 мкФ; U  5,5 кВ; L  7,2 нГн).
13
воздействии инициирующего лазерного импульса. Поскольку проводимость
плазмы   1/Z, где Z – средний заряд ионов плазмы, то уменьшение
среднего заряда с двукратно до однократно ионизованных ионов приводит к
повышению эффективности источника ЭУФ излучения.
Рис.13. Изображения излучающей плазмы и осциллограммы разрядного тока (1) (14
кА/кл.) и энергии ЭУФ излучения (2) (отн.ед./кл.) при разной полярности
предымпульса (А, Б – отрицательная полярность; В, Г – положительная полярность) и
разном зарядном напряжении предымпульса (А, В – U  3,5 кВ; Б, Г – U  7 кВ)
(энергия лазерного импульса  30 мДж, размер фокального пятна  0,4х1,02 мм2)
(С1  1,9 мкФ; L  7,4 нГн; U  4 кВ).
Ê, %
Показано, что предварительный разряд с небольшой амплитудой тока,
протекающий через лазерную плазму до начала основного разряда приводит
к уменьшению характерных размеров
100
3
плазмы, излучающей в ЭУФ диапазоне
80
(рис.13). При этом более эффективным
2
является случай, когда направление
60
тока
предварительного
разряда
1
противоположено току основного
40
разряда.
Так, если для разряда без
предымпульса
при
увеличении
вложенной в разряд энергии до 
1012 Дж значение коэффициента К,
характеризующего долю энергии ЭУФ
излучения, которая генерируется из
области с характерным размером
менее  1,5 мм, составляет  3040%,
то
при
наличии
предымпульса
значение К увеличивается до  8090%
(рис.14). Вероятно, данный эффект
20
0
0
3
6
9
12
Âë î æåí í àÿ ýí åð ãè ÿ, Äæ
Рис.14. Зависимость среднего (1) и
максимального (2) значения К от
вложенной в разряд энергии для
обычного разряда и среднего значения
К для разряда с предымпульсом (3).
14
обусловлен диффузией магнитного поля тока предымпульса в разрядную
плазму, что приводит к стабилизации разряда при повторных сжатиях
плазмы в перетяжке. Согласно сделанным оценкам, время, необходимое для
диффузии магнитного поля в плазму, составляет несколько десятков нс,
поэтому в разряде без предымпульса эффект стабилизации наблюдается
редко.
В заключении кратко сформулированы основные результаты и
выводы проделанной работы.
Научная и практическая ценность работы
Научная и практическая ценность работы заключается в следующем:
- создан источник ЭУФ излучения на основе разряда типа вакуумной
искры на парах олова с лазерным инициированием с эффективностью
преобразования электрической энергии в излучение  22,2% в диапазоне
длин волн   13,5  0,135 нм в 2 ср, и  20% в диапазоне длин волн  
520 нм в 2 ср, с характерными размерами излучающей плазмы  0,2х0,3
мм2, при величине вложенной в разряд энергии  112 Дж.
- показано, что плотность мощности лазерного импульса, при которой
происходит насыщение зависимости эффективности источника ЭУФ
излучения, уменьшается при увеличении длины волны лазерного излучения,
при этом значение эффективности остается неизменным.
- найден режим ввода энергии в разряд, при котором происходит
улучшение энергетических и пространственных характеристик ЭУФ
излучения.
- результаты исследований, представленные в работе, были
использованы при создании различных модификаций источников излучения
в ЭУФ диапазоне спектра ( 520 нм), работающих с высокой (до 4 кГц)
частотой следования импульсов в долговременном режиме и обладающих
высокой средней мощностью излучения (сотни Вт).
Работа выполнялась по федеральной целевой научно-технической
программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям
развития науки и техники», отраслевой программе «Ультрадисперсные
(нано-) материалы и технологии», Государственному контракту
№40.600.1.4.0024 «Разработка и исследование разрядных импульснопериодических источников излучения в области вакуумного ультрафиолета
(11,4-13,5 нм)», договорам о проведении НИР между ГНЦ РФ ТРИНИТИ и
ИФМ РАН №63/04 и №145/07, по проектам МНТЦ №1727, 2411, 2412, 3015,
3599 в сотрудничестве с фирмами «Lambda Physik» (ФРГ) и «Xtreme
technology Gmbh» (ФРГ), проекту РФФИ № 08-08-00672 «Исследование
физических процессов в мощных электроразрядных ЭУФ источниках».
15
Апробация работы
Результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались
и обсуждались на международном симпозиуме по микролитографии (Santa
Clara, USA, 2002), международных симпозиумах по ЭУФ литографии
(Antwerp, Belgium, 2003; Miyazaki, Japan, 2004; Barcelona, Spain, 2006;
Sapporo, Japan, 2007), международном совещании по источникам ЭУФ
излучения (Antwerp, Belgium, 2003), международных совещаниях
«Рентгеновская оптика» (Н-Новгород, Россия, 2003; 2004), 7-ом
международном симпозиуме по радиационной плазмодинамике (Москва,
Россия, 2006), 11-ом международном симпозиуме по науке и технологии
источников света (Shanghai, China, 2007).
Публикации
Основное содержание диссертации опубликовано в 16 работах: в 5
статьях в ведущих рецензируемых научных журналах из Перечня ВАК для
опубликования основных результатов диссертаций на соискание ученой
степени кандидата наук (редакция: апрель 2008 года), в одной статье в
сборнике научных трудов, в одном патенте на изобретение, в 9 докладах и
тезисах докладов, список которых приведен ниже:
1.
В.М. Борисов, А.Ю. Виноходов, В.А. Водчиц, А.В. Ельцов, А.С.
Иванов. Разработка мощных KrF лазеров с частотой повторения импульсов
до 5 кГц // Квантовая электроника. – 2000. - Т.30. - № 9. - С.783-786.
2.
U. Stamm, V.M. Borisov, I. Ahmad, S. Gotze, A.S. Ivanov, O.B.
Khristoforov, J. Kleinschmidt, V. Korobotchko, J. Ringling, G. Schriever, A.Y.
Vinokhodov. Development of high power EUV sources for lithography // Proc.
SPIE. – 2002. - V. 4688. - P.626-633.
3.
В.М. Борисов, А.Ю. Виноходов, А.С. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, С.В.
Миронов, В.А. Мищенко, А.В. Прокофьев, О.Б. Христофоров. Мощный
газоразрядный источник ВУФ (13,5 нм) излучения // Физика плазмы. – 2002.
- Т.28. - № 10. - С.952-956.
4.
В.М. Борисов, А.Ю. Виноходов, А.С. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, В.А.
Мищенко, А.В. Прокофьев, О.Б. Христофоров. Источник излучения 13,5
нм с высокой средней мощностью для литографии следующего поколения //
Известия Академии Наук. Серия Физическая. – 2004. - Т.68. - № 4. - С.503508.
5.
V. Borisov, A. Demin, A. Eltzov, V. Vodchits, A. Ivanov, O. Khristoforov,
Yu. Kirykhin, V. Mischenko, A. Prokofiev, A. Vinokhodov. Development of high
conversion efficiency high power EUV sources for lithography // Proc. of 2nd
International EUVL Symposium (SEMATECH). – Antwerp, Belgium. – 2003. http://www.sematech.org/
16
6.
V. Borisov, A. Demin, A. Eltzov, V. Vodchits, A. Ivanov, O. Khristoforov,
Yu. Kirykhin, V. Mischenko, A. Prokofiev, A. Vinokhodov. A comparison of
EUV sources for lithography based on Xe and Sn // Proc. of EUV Source
Workshop
(SEMATECH).
–
Antwerp,
Belgium.
–
2003.
http://www.sematech.org/
7.
В.М. Борисов, А.Ю. Виноходов, А.С. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, В.А.
Мищенко, А.В. Прокофьев, О.Б. Христофоров. Прогресс в создании мощных
разрядных источников излучения в экстремальном УФ диапазоне (=13,5 нм)
// Известия Академии Наук. Серия Физическая. – 2005. - Т.69. - № 2. - С.182190.
8.
V. Borisov, A. Demin, A. Eltsov, A. Ivanov, O. Khristoforov, Yu. Kirykhin,
V. Mischenko, A. Prokofiev, A. Vinokhodov, V. Vodchits. Xenon and tin pinch
discharge sources / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. Bellingham: SPIE Press, 2006. – 1057 p.
9.
V. Borisov, A. Eltsov, A. Ivanov, O. Khristoforov, Yu. Kirykhin, V.
Mischenko, A. Prokofiev, A. Vinokhodov, V. Vodchits. EUV sources using Xe
and Sn discharge plasmas // Journal of Physics D. Applied Physics. – 2004. - V.
37. - № 23. - P. 3254-3265.
10. V. Borisov, A. Eltzov, V. Vodchits, A. Vinokhodov, A. Ivanov, O.
Khristoforov, Yu. Kirykhin, V. Mischenko, A. Prokofiev. Power Scaling of DPP
sources for EUV lithography: Xe or Sn? // Proc. of 3rd International EUVL
Symposium
(SEMATECH).
–
Miyazaki,
Japan.
–
2004.
http://www.sematech.org/
11. В.М Борисов, Ю.Б. Кирюхин, А.В. Прокофьев, О.Б. Христофоров, А.С.
Иванов, А.Ю. Виноходов. ЭУФ источник с вращающимися электродами и
способ получения ЭУФ излучения // Патент РФ № 2004111488/28 от
2005.10.20.
12. В.М. Борисов, А.Ю. Виноходов, В.А. Водчиц, А.В. Ельцов, А.С.
Иванов, Ю.Б. Кирюхин, В.А. Мищенко, А.В. Прокофьев, О.Б. Христофоров.
Мощные электроразрядные источники излучения для нанотехнологии //
Материалы
VII
международного
симпозиума
по
радиационной
плазмодинамике (РПД-VII). – Москва. – 2006.
13. V. Borisov, A.Eltzov, V. Vodchits, A. Ivanov, O. Khristoforov, Yu.
Kirykhin, V. Mischenko, A. Prokofiev, A. Vinokhodov, U. Stamm. Development
of EUV sources with tin fuel and rotating disk electrodes // Proc. of 2006
International EUVL Symposium (SEMATECH). – Barcelona, Spain. – 2006. http://www.sematech.org/
14. V. Borisov, A. Eltzov, V. Vodchits, A. Ivanov, O. Khristoforov, Yu.
Kirykhin, V. Mischenko, A. Prokofiev, A. Vinokhodov. Discharge produced
plasma source for EUV lithography // Proc. SPIE. – 2007. - V.6611. - P. 66110B.
15. V. Borisov, A. Eltzov, A. Vinokhodov, A. Ivanov, O. Khristoforov, Yu.
Kirykhin, V. Mischenko, A. Prokofiev. The Development of High Power
Discharge Produced Plasma EUV Sources For Next Generation of the
17
Semiconductor Chip Manufacturing // Proc. of the 11th International Symposium
on the Science and Technology of Light Sources. – Shanghai, China. – 2007.
16. V. Borisov, A. Eltzov, A. Vinokhodov, A. Ivanov, O. Khristoforov, Yu.
Kirykhin, V. Mischenko, A. Prokofiev, U. Stamm. Development of EUV sources
with rotating disk electrodes at TRINITI // Proc. of 2007 International EUVL
Symposium (SEMATECH). – Sapporo, Japan. – 2007. - http://www.sematech.org/
Download