Источник экстремального УФ излучения (γ-13,5 нм) на основе разряда типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова

• Автор: Иванов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ
ЭУФ ЛИТОГРАФИИ
1.1. Основные принципы ЭУФ литографии и требования, предъявляемые к источнику излучения
1.2. Источники селективного излучения для ЭУФ литографии
1.2.1. Литий
1.2.2. Ксенон
1.2.3. Олово
1.3. Методы получения высокотемпературной плазмы,
излучающей в ЭУФ диапазоне
1.3.1. Генерация плазмы лазерным излучением
1.3.2. Разрядные способы получения плазмы
ГЛАВА 2. ИСТОЧНИК ЭУФ ИЗЛУЧЕНИЯ
НА ОСНОВЕ РАЗРЯДА ТИПА ЛАЗЕРНОИНДУЦИРОВАННОЙ ВАКУУМНОЙ ИСКРЫ
2.1. Экспериментальная установка и ее основные
функциональные системы
2.2. Электрические схемы возбуждения разряда
2.3. Методика измерения параметров ЭУФ излучения и
других характеристик источника
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ РАБОТЕ
ИСТОЧНИКА ЭУФ ИЗЛУЧЕНИЯ
3.1. Инициирование разряда импульсом лазерного излучения

3.2. Основные физические процессы, происходящие в разряде
3.2.1. Процессы пинчевания и генерация ЭУФ излучения при катодном инициировании разряда
3.2.2. Особенности генерации ЭУФ излучения при анодном инициировании разряда
3.3. Эффекты, возникающие при работе источника ЭУФ излучения в импульсно-периодическом режиме
3.4. Продукты эрозии электродов и методы защиты элементов оптической системы
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИНИЦИИРУЮЩЕГО ЛАЗЕРНОГО ИМПУЛЬСА И СХЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ РАЗРЯДА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКА ЭУФ ИЗЛУЧЕНИЯ
4.1. Воздействие параметров лазерного импульса на характеристики источника ЭУФ излучения
4.2. Влияние параметров схемы возбуждения разряда на характеристики источника ЭУФ излучения
4.2.1. Энергия ЭУФ излучения и эффективность источника
4.2.2. Временная структура ЭУФ излучения и пространственные характеристики излучающей плазмы
4.3. Стабилизация разряда при использовании схемы возбуждения с предварительным разрядом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивное развитие микроэлектроники происходит, прежде всего, за счет уменьшения характерных размеров элементов интегральных схем, в результате чего увеличивается быстродействие, уменьшаются энергопотребление и стоимость производства, повышается миниатюризация электронных схем.
Для производства интегральных схем используется технология проекционной оптической фотолитографии, в которой изображение фотошаблона (маски) переносится на кремневую пластину, покрытую фоточувствительным слоем (фоторезистом) [1,2]. Дальнейшая обработка засвеченного фоторезиста приводит к формированию необходимых элементов интегральных схем на кремневой пластине. В настоящее время в качестве источников излучения для фотолитографии используются эксимерные АгР лазеры с длиной волны излучения X ~ 193 нм. С помощью данного источника излучения можно изготавливать интегральные схемы с характерным размером элементов до 45-ь65 нм [3-5-5].
Для дальнейшего уменьшения характерных размеров элементов интегральных схем можно использовать источник излучения с меньшей длиной волны, например эксимерный Бг лазер с X ~ 157 нм. Однако данное излучение сильно поглощается традиционными оптическими материалами и даже газом между элементами оптической системы [6,7].
Другой способ заключается в использовании технологии иммерсионной литографии, когда применение жидкости с большим коэффициентом преломления п позволяет добиться увеличения разрешения оптической системы. Так, использование воды с п ~ 1,43 приводит к уменьшению характерных размеров элементов интегральных схем до ~ 32-5-45 нм [8,9]. Однако, разработка не токсичных жидкостей, слабо поглощающих излучение с X ~ 193 нм, с еще большим коэффициентом преломления, и

Оценка по формулам (1.8) и (1.18) дает пе ~ 2-1019ч-5-1021 см"3, в этом случае получаем пкр ~ 6-10|8-г1021 см"3 для разных ионов соответственно.
Высокая вероятность переходов в районе 13,5 нм и большая относительная концентрация излучающих ионов приводят к сильному поглощению излучения в плазме. По данной причине, в источниках ЭУФ излучения, работающих с оловом, часто встречается реабсорбция излучения в районе 13,5 нм [42,46,54]. Данные, представленные в работе [53], позволяют оценить оптическую толщину плазмы многозарядных ионов олова в районе 13,5 нм щоп-с1 ~ 3-1016 см"2.
Затраты энергии необходимые для получения излучающих ионов составляют, согласно (1.15), от ~ 660 эВ до ~ 3760 эВ на атом.
Как и в случае с литием, к недостаткам источников ЭУФ излучения, работающих на олове, можно отнести технологически сложную систему подачи и осаждение паров олова на элементах оптической системы. В то же время, благодаря высокой эффективности подобных источников и меньшей химической активности олова по сравнению с литием, применение олова в качестве источника селективного излучения является наиболее перспективным.
1.3. Методы получения высокотемпературной плазмы, излучающей в ЭУФ диапазоне
Рассмотрим теперь методы получения плазмы с параметрами, представленными в предыдущем параграфе. В настоящее время наибольшее распространение получили два метода - лазерный и разрядный. Принцип действия лазерных источников основан на получении плазмы, излучающей в ЭУФ области спектра, с помощью импульса мощного лазерного излучения. Для получения плазмы в разрядных источниках ЭУФ излучения используются электрический разряд.