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

Иванов, Александр Сергеевич

Источник экстремального УФ излучения (γ-13,5 нм) на основе разряда типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

Иванов, Александр Сергеевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Троицк МЕСТО ЗАЩИТЫ

2008 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.08 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Источник экстремального УФ излучения (γ-13,5 нм) на основе разряда типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова»

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

На правах рукописи

□□3452389

Иванов Александр Сергеевич

ИСТОЧНИК ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УФ ИЗЛУЧЕНИЯ (к ~ 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

003452389

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (ГНЦ РФ ТРИНИТИ)

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Виноходов Александр Юрьевич

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 " 0£" " 2008 г. в " Ш "

часов 00 " минут на заседании диссертационного Совета Д 201.004.01 при ГНЦ РФ ТРИНИТИ по адресу: 142190, Московская обл., г.Троицк.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ ТРИНИТИ.

Автореферат разослан " " 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук Казаков С. А.

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 X ~ 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 лазерноиндудированной 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.

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, 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 dl/dt ~ 0,4-1012 А/с, при котором достигается максимальное значение эффективности источника ЭУФ излучения в диапазоне длин волн X ~ 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 X ~ 13,5 ± 0,135 нм в телесный угол ~ 1,8 ср с высокой

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 (1л), ксенона (Хе) или олова (Бп), 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 (8п7+ч-8п12+), 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.

ГПТ 4

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.

При проведении экспериментов рабочее давление в камере составляло ~ 10""' Topp.

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 X ~ 248 нм и С02 лазера с X ~ 10,6 мкм. Оптическая система 12 фокусировала излучение лазера на поверхность оловянной вставки, при этом максимальная плотность мощности лазерного излучения в фокусе составляла ~ 3T09 Вт/см2 и ~ 4-108 Вт/см2 для KrF и С02 лазера соответственно.

Энергетические параметры ЭУФ излучения в спектральном диапазоне X ~ 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 Ве 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 разряда импульсом лазерного излучения. Минимальная плотность мощности лазерного излучения, необходимая для инициирования разряда, совпадает с

А) Б)

Рис.2. Типичные изображения излучающей плазмы при облучении лазерным импульсом катода (А) и анода (Б).

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 (ш = 0), возле поверхности катода формируется микропинч, который эффективно генерирует ЭУФ излучение. Типичные размеры излучающей плазмы возле катода составляют ~ 0,2x0,3 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 поверхность анода. При этом величина энергии ЭУФ излучения может быть больше, чем при 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.

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

Рис.3. Последовательность импульсов энергии ЭУФ излучения (отн ед /кл) при облучении лазерным импульсом анода (1) и катода (2)

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 ст, по которой протекает ток разрядного импульса. При острой фокусировке лазерного излучения ст ~ (д2-А.2 Ко)1/3, где ц - плотность мощности излучения, X - длина волны лазера, 11о - характерный размер фокального пятна. Показано соответствие полученных экспериментальных данных с теоретическими зависимостями (рис.5). Результаты экспериментов с Ш:УАО и ХеР лазерами получены на другом ЭУФ источнике с аналогичной конструкцией электродной системы.

При увеличении межэлектродного расстояния переход зависимости эффективности в насыщенное состояние происходил при большем значении

плотности мощности лазерного излучения (рис.б), что связано с падением температуры разлетающейся лазерной плазмы и уменьшением ее электрической проводимости.

с< \

а, а

-е-•е-

(О

в я

н X

■е--е-

<т>

1 ю

Параметр д (Х2 К„)"3 10' Вт мкм/см2

- 1

- / >-

- / 2

1 1 - 1 1 1 1

РИС.5. Зависимость эффективности ЭУФ источника от параметра ц (Х2-Е0)1/3

для С02 лазера (1) (X ~ 10,6 мкм; 0,55x0,64 мм2), Ш:УАО лазера (2) (А. ~ 1,06 мкм; 0,48x0,48 мм2), ХеР лазера (3)

(X ~ 0,351 мкм; 0,35x1,2 мм2) и КтИ лазера (4) (К ~ 0,248 мкм; 0,36x0,61 мм2).

0 10 20 30 40 50 60

Энергия лазера, мДж

Рис.6. Зависимость эффективности

ЭУФ источника от энергии КтР лазера при разном расстоянии между электродами: I - 3 мм; 2-6 мм.

При использовании для инициирования разряда импульса С02 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.

Повышение размеров

фокального пятна лазерного излучения приводило к увеличению времени, необходимого для сжатия плазмы в перетяжке. В результате, при относительно малой длительности разрядного импульса не происходило образования микропинча возле катода.

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 и, а

РиС.7. Изображение излучающей плазмы при воздействии импульса КтИ лазера (А) и СОг лазера (Б): 1 - пятно возле катода; 2 - пятно возле анода; 3 - третье пятно.

•е-•е-

зависимость эффективности ЭУФ источника от величины вложенной в разряд энергии имеет характерный максимум (рис.8).

Установлено, что ключевым параметром разрядного импульса является скорость нарастания разрядного тока dl/dt. Доказано, что существует оптимальное значение dl/dt ~ 0,4-1012 А/с, при котором достигается максимальное значение эффективности источника ЭУФ излучения в спектральном диапазоне X ~ 13,5 +0,135нм (рис.9 и рис. 10).

Скорость нарастания

разрядного тока влияет на динамику первого сжатия плазмы в перетяжке и описывается выражением,

полученным в рамках модели «снежного плуга»: т ~ [c-rO/(dI/dt)]'/2-Ml/4, где с - скорость света, гО - начальный радиус плазмы, dl/dt - скорость нарастания разрядного тока, М - масса частиц плазмы на единицу длины.

0 4 8 12 16 20

Вложенная энергия, Дж

Рнс.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.

£ 2

■б< ■fr

- \2

— ---------- 7$ -V- —л

- 1

1 i ' i

2 4 6

Напряжение, кВ

■О

0.8

0.6

0.2

- у

- > /

— _— /Г i i г 2

- ^ i , i i i

i i i i I

2 4 6 8

Напряжение, кВ

Рис.9. Зависимость эффективности ЭУФ источника от зарядного напряжения при разной индуктивности Ь (С1 ~ 0,5 мкФ): 1 — Ь ~ 4,8 нГн; 2 - Ь ~ 11 нГн

РиС.10. Зависимость скорости нарастания разрядного тока от напряжения при разной индуктивности Ь (С1 ~ 0,5 мкФ)' 1 - Ь ~ 4,8 нГн, 2 - Ь ~ 11 нГн.

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).

А) Б) В)

Рис.11. Осциллограммы разрядного тока (1) (14 кА/кл.) и ЭУФ излучения (2) (отн.ед./кл.) при разных С1 (и ~ 4 кВ; Ь ~ 4,4 нГн): А-С1 ~ 0,24 мкФ; Б - С1 -0,5 мкФ;В-С1 ~ 1,6 мкФ.

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

воздействии инициирующего

лазерного импульса. Поскольку проводимость плазмы ст ~ МЪ, где Z -

средний заряд ИОНОВ плазмы, ТО Рис.12. Типичные осциллограммы уменьшение среднего заряда с разрядного тока (1) (14 кА/кл.) и

энергии ЭУФ излучения (2) (отн.ед./кл.) двукратно до однократно г 1 4 ;4 '

■' г «г в режиме пикового накопления

ионизованных ИОНОВ может приводить (С) ~ 1,9 мкФ; и ~ 5,5 кВ' Ь ~ 7,2 нГн)

к повышению эффективности источника ЭУФ излучения.

100и с \ 100 нс \ 1 5С не 'Л 1 )0 нс

: \ / л/ \

: -У \ /

1 1 \ ! 1 / \ 1 / \

2 ЦК. - 2 2 2 I у" N

А)

Б)

В)

Рис.13. Изображения излучающей плазмы и осциллограммы разрядного тока (I) (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 - и ~ 3,5 кВ; Б, Г - и ~ 7 кВ) (энергия лазерного импульса ~ 30 мДж, размер фокального пятна ~ 0,4x1,02 мм2) (С1 ~ 1,9 мкФ; Ь ~ 7,4 нГн; и ~ 4 кВ).

Показано, что предварительный разряд с небольшой амплитудой тока, протекающий через лазерную плазму до начала основного разряда приводит к уменьшению характерных размеров плазмы, излучающей в ЭУФ диапазоне (рис.13). При этом более эффективным является случай, когда направление тока предварительного разряда противоположено току основного разряда.

Так, если для разряда без предымпульса при увеличении вложенной в разряд энергии до ~ Юн-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 обусловлен диффузией магнитного поля тока предымпульса в разрядную плазму, что приводит к стабилизации разряда при повторных сжатиях плазмы

100 80 60 40 20

- 3

- 2

- -1 V.

- ---

1 1 1 1 1 !

Вложенная энергия, Дж

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).

в перетяжке. Согласно сделанным оценкам, время, необходимое для диффузии магнитного поля в плазму, составляет несколько десятков не, 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 к ~ 13,5 ± 0,135 нм в 2л ср, и ~ 20% в диапазоне длин волн % ~ 5+20 нм в 2тг ср, с характерными размерами излучающей плазмы ~ 0,2x0,3 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).

Реализация и внедрение результатов работы

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 импульсно-периодических 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».

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, A.B. Ельцов, A.C. 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. Götze, 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, A.C. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, C.B. Миронов, В.А. Мищенко, A.B. 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, A.C. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, В.А. Мищенко, A.B. Прокофьев, О.Б. Христофоров. Источник излучения Л,=13,5 нм с высокой средней мощностью для литографии следующего поколения // Известия Академии Наук. Серия Физическая. - 2004. - Т.68. - № 4. - С.503-508.

5. V. Borisov, A. Demin, A. Eltzov, V. Vodchits, A. Ivanov, О. 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/

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. B.M. Борисов, А.Ю. Виноходов, A.C. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, В.А. Мищенко, А.В. Прокофьев, О.Б. Христофоров. Прогресс в создании мощных разрядных источников излучения в экстремальном УФ диапазоне (1=13,5 нм) // Известия Академии Наук. Серия Физическая. - 2005. - Т.69. - № 2. - С. 182190.

8. V. Borisov, A. Demin, A. Eltsov, A. Ivanov, О. 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. B.M Борисов, А.Ю. Виноходов, A.C. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, В.А. Мищенко, А.В. Прокофьев, О.Б. Христофоров. ЭУФ источник с вращающимися электродами и способ получения ЭУФ излучения из газоразрядной плазмы // Патент РФ № 2278483 от 14.04.2004.

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, О. 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

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/

Подписано в печать 14.10.2008 г. Формат 60x84/16. Печ. л. 1. Тираж 50 экз Заказ 2145.

Издательство «Тровант» ЛР 071961 от 01.09.1999 г.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства «Тровант». 142191, г. Троицк Московской обл., м-н «В», д. 52. Тел. (495) 334-09-67, (4967) 50-21-81 E-mail: tiovant@ttk.ru. http'/www.tiovarat ш/

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Иванов, Александр Сергеевич

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

Введение диссертация по физике, на тему "Источник экстремального УФ излучения (γ-13,5 нм) на основе разряда типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова"

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 АгБ лазеры с длиной волны излучения X ~ 193 нм. С помощью данного источника излучения можно изготавливать интегральные схемы с характерным размером элементов до 45-г65 нм [Зч-5].

Для дальнейшего уменьшения характерных размеров элементов интегральных схем можно использовать источник излучения с меньшей длиной волны, например эксимерный 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-И 5 нм [8,9]. Однако, разработка не токсичных жидкостей, слабо поглощающих излучение с X ~ 193 нм, с еще большим коэффициентом преломления, и соответствующего им фоторезиста, встречает значительные трудности [10-МЗ].

В данных условиях для дальнейшего развития микроэлектроники становится актуальным создание следующего поколения промышленных литографических систем. В качестве альтернативы рассматриваются четыре технологии: электронно-пучковой проекционной литографии (ЭППЛ), ионно-пучковой проекционной литографии (ИППЛ), рентгеновской литографии (РЛ) и экстремальной ультрафиолетовой литографии (ЭУФЛ) [14]. Наиболее перспективной из них считается ЭУФ литография, использующая излучение с X ~ 114-14 нм, по следующим причинам:

- ЭУФЛ и РЛ обеспечивают большую производительность, чем ЭППЛ и ИППЛ, вследствие отсутствия стохастического кулоновского взаимодействия, которое связывает производительность литографической системы и ее разрешение.

- ЭУФЛ, по сравнению с РЛ, является уменьшающей проекционной технологией, что существенно ослабляет требования к маске.

- ЭУФЛ продолжает технологию проекционной оптической фотолитографии и основывается на ее технологической базе.

Одной из ключевых проблем ЭУФ литографии является создание интенсивного ЭУФ источника с высокой средней мощностью излучения. Существует два принципиальных подхода к получению излучения в ЭУФ области спектра: синхротронное излучение и излучение плазмы.

Известно, что заряженная частица, двигающаяся с ускорением, генерирует электромагнитное излучение. Это явление лежит в основе синхротронных источников ЭУФ излучения, в которых излучение генерируется релятивистскими электронами, ускоряемыми в магнитном поле [14-И 6]. Однако данные источники не нашли промышленного применения вследствие очень высокой стоимости строительства установки, ее больших размеров и массы, а также необходимости применения специальной защиты.

Альтернативный подход заключается в создании плазмы с температурой несколько десятков эВ, которая генерирует излучение в ЭУФ области спектра. Такую плазму можно создавать, например, с помощью воздействия на материал мишени мощного лазерного излучения. В настоящее время происходит интенсивное развитие подобных лазерных источников ЭУФ излучения [17-Т-21]. Несмотря на ряд преимуществ, системы с лазерным методом получения плазмы имеют существенные недостатки, связанные прежде всего с низкой величиной общего КПД, вызванного низкой эффективностью получения мощного лазерного излучения, а также высокой стоимостью системы и большими затратами на ее эксплуатацию.

Другой разновидностью плазменных источников ЭУФ излучения являются разрядные источники, в которых создание и нагрев плазмы осуществляется с помощью электрического разряда [22-ь24]. Нагрев плазмы до нужной температуры в данных источниках происходит благодаря использованию пинч-эффекта, когда разрядная плазма начинает сжиматься под действием собственного магнитного поля, что приводит к повышению ее температуры до десятков и сотен эВ. Основными преимуществами подобных источников является относительно высокий уровень общего КПД, они имеют малые габариты и массу, а также существенно дешевле.

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 [25-^27].

Таким образом, 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.

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.

- поиска режимов возбуждения разрядного импульса, способствующих эффективной генерации ЭУФ излучения с требуемыми для ЭУФ литографии энергетическими и пространственными параметрами.

Методы работы. 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 диссертационной работы заключается в следующем:

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.

Заключение диссертации по теме "Физика плазмы"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена исследованию физических процессов, происходящих в разряде типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова, и их влиянию на энергетические и пространственные характеристики источника излучения для ЭУФ литографии. Основные результаты диссертации могут быть сформулированы следующем образом:

1. В разряде типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова параметры лазерной плазмы существенно влияют на эффективность источника ЭУФ излучения. Существует пороговое значение плотности мощности лазерного излучения, которое зависит от длины волны лазера, размеров фокального пятна и межэлектродного расстояния, при превышении которого зависимость эффективности ЭУФ источника в диапазоне длин волн Х~ 13,5 ± 0,135 нм достигает насыщения.

2. Скорость нарастания разрядного тока является ключевым параметром, определяющим динамику сжатия плазмы в перетяжке. Существует оптимальное значение скорости нарастания разрядного тока dl/dt ~ 0,4-1012 А/с, при котором эффективность источника ЭУФ излучения достигает максимального значения.

3. Наличие предварительного разряда приводит к уменьшению характерных размеров плазмы, излучающей в ЭУФ диапазоне.

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. Установлено, что природа энергетической и пространственной нестабильности при работе источника ЭУФ излучения с твердым оловом в импульсно-периодическом режиме заключается в нестабильности замыкания разряда вследствие модификации профиля поверхности электрода под действием разряда.

6. Проведено сравнительное исследование работы источника ЭУФ излучения при разной полярности электродов. Найдено, что по совокупности энергетических и пространственных характеристик более предпочтительным для использования в ЭУФ литографии является облучение инициирующим лазерным импульсом катода.

В результате проведенных экспериментальных и теоретических исследований были определены основные физические закономерности, влияющие на энергетические и пространственные характеристики источника ЭУФ излучения на основе разряда типа лазерноиндуцированной вакуумной искры в парах олова.

Результаты исследований, представленные в работе, были использованы при создании различных модификаций источников излучения в ЭУФ диапазоне спектра, в том числе для ЭУФ литографии, работающих с высокой частотой следования импульсов (до 4 кГц) и обладающих высокой средней мощностью излучения (сотни Вт).

139

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность д.ф.-м.н. А.Ю. Виноходову и д.ф.-м.н., профессору В.М. Борисову за поддержку и эффективное научное руководство, сотрудникам Лаборатории импульсных лазерных систем ГНЦ РФ ТРИНИТИ д.ф.-м.н. О.Б. Христофорову, к.ф.-м.н. Ю.Б. Кирюхину, A.B. Ельцову, В.А. Мищенко, A.B. Прокофьеву за многолетнее творческое сотрудничество в совместной работе, В.И. Андропову, М.А. Васину, Л.Б. Юркову, А.И. Петрову, A.M. Давидовскому, Н.Я. Смирнову, В.Н. Трофимову за помощь при проведении экспериментов, а также К.В. Воскрецову, A.B. Страхову, А.И. Кольченко, И.С. Маркову и М.И. Дьяконенко за обеспечение работы на этапе проектирования и изготовления экспериментального оборудования.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Иванов, Александр Сергеевич, Троицк

1. H. J. Levinson, W.H. Arnold. Optical Lithography / Handbook of microlithography, micromachining, and microfabrication. Volume 1: Microlithography / P. Rai-Choudhury Editor. Bellingham: SPIE Press, 1997. -768 p.

2. S.J. Holmes, P.H. Mitchell, M.C. Hakey. Manufacturing with DUV lithography // IBM J. of Research and Development. 1997. - V.41. - № 1,2 . - P. 7-20.

3. Yan Borodovsky. Marching to the beat of Moor's Law // Proc. SPIE. 2006. - V.6153.-P. 615301.

4. R. Rubingh, M. Moers, M. Suddendorf, P. Vanoppen, A. Kisteman, M. Thier, V. Blahnik, E. Piper. Lithographic Performance of a Dual Stage, 0.93NA ArF Step&Scan System // Proc. SPIE. 2005. - V.5754. - P. 681-692.

5. Xiangqun Miao, Xumou Xu, Yongmei Chen, Chris Ordonio, Chris Bencher, Chris Ngai. RET application in 45-nm node and 32-nm node contact hole dry ArF lithography process development // Proc. SPIE. 2007. - V.6520. - P. 6520IF.

6. D.M. Williamson. DUV or EUV, that is the question // Proc. SPIE. 2000. -V.4146. - P. 1-12.

7. Jan Mulkens, Thomas J. Fahey, James A. McClay, Judon M. D.Stoeldraijer, Patrick Wong, Martin Brunotte, Birgit Mecking. 157-nm technology: Where are we today? // Proc. SPIE. 2002. - V.4691. - P.613-625.

8. Masahiko Okumura, Jun Ishikawa, Masato Hamatani, Masahiro Nei. Mass production level ArF immersion exposure tool // Proc. SPIE. 2006. - V.6154. - P. 61541U.

9. Yasuhiro Ohmura, Toshiharu Nakashima, Hiroyuki Nagasaka, Ayako Sukegawa, Satoshi Ishiyama, Koichi Kamijo, Masahiko Shinkai, Soichi Owa. Current status of high-index immersion lithography development // Proc. SPIE. -2007.-V.6520.-P. 652006.

10. A. Whittaker, I. Blakey, H. Liu, D. Hill, G. George, W. Conley, P. Zimmerman. High RI Resist Polymers for 193 nm Immersion Lithography // Proc. SPIE. 2005. - V.5753. - P. 827-835.

11. J. Taylor, R. Shayib, S. Goh, C. Chambers, W. Conley, S. Lin, C. Wilson. Fluids and resist for hyper NA immersion lithography // Proc. SPIE. 2005. -V.5753.-P. 836-846.

12. S. Peng, R. French, W. Qiu, R. Wheland, M. Yang, M. Lemon, M. Crawford. Second Generation Fluids for 193 nm Immersion Lithography // Proc. SPIE. 2005. - V.5754. - P. 427-434.

13. Benschop J.P.H., Denger U., Ockwell D.C. EUCLIDES: First phase completed! // Proc. SPIE. 2000. - V.3997. - P.34-47.

14. Jos P. H. Benchop, Anton J. J. van Dijsseldonk, Winfried M. Kaiser, David C. Ockwell. EUCLIDES: European EUVL program // J. Vac. Sei. Technol. 1999. - V.B 17. -№6. -P. 2978-2981.

15. D.T. Attwood. Soft x-rays and extreme ultraviolet radiation: principles and applications. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999. - 470 p.

16. U. Stamm, K. Gabel. Technology for LPP Sources / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. Bellingham: SPIE Press, 2006. - 1057 p.

17. M. Richardson, C.-S. Koay, K. Takenoshita, C. Keyser, S. George, M. Al-Rabban, V. Bakshi. Laser Plasma EUV Sources based on Droplet Target Technology / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. Bellingham: SPIE Press, 2006.- 1057 p.

18. Igor V. Fomenkov, David C. Brandt, Alexander N. Bykanov, Alexander I. Ershov, William N. Partlo, David W. Myers, Norbert R. Böwering, Georgiy O. Vaschenko, Oleh V. Khodykin, Jerzy R. Hoffman, Ernesto Vargas L., Rodney D.

19. Simmons, Juan A. Chavez, Christopher P. Chrobak. Laser-produced plasma source system development // Proc. SPIE. 2007. - V.6517. - P. 65173J.

20. 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.

21. J. Pankert, R. Apetz, K. Bergmann, G. Derra at al. Integrating Philips' extreme UV source in the alpha-tools // Proc. SPIE. 2005. - V.5751. - P. 260-271.

22. J. Pankert, R. Apetz, K. Bergmann, M. Damen at all. EUV Sources for the Alpha-Tools // Proc. SPIE. 2006. - V.6151. - P. 61510Q1-61510Q9.

23. Bjorkholm J.E. EUV Lithography The Successor to Optical Lithography? // Intel Technology Journal. - 1998. - Q3. - P. 1-8.

24. Ulrich W., Beiersdorfer S., Mann H.-J. Trends in Optical Design of Projection Lenses for UV- and EUV- Lithography // Proc. SPIE. 2000. - V.4146. -P. 13-24.

25. Banine V., Benschop J.P.H., Leenders M., Moors R. The Relationship Between an EUV Source and the Performance of an EUV Lithographic System // Proc. SPIE. 2000. - V.3997. - P.126-135.

26. Физические величины: Справочник / Под ред. И. С. Григорьева и Е. 3. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 700 с.

27. Р. Сейсян. Нанолитография СБИС в экстремально дальнем вакуумном ультрафиолете (Обзор) // Журнал технической физики. 2005. - Т.75. - № 5. -С. 1-13.

28. К. Ota, У. Watanabe, V. Banine, Н. Franken. EUV Source Requirements for EUV Lithography / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. -Bellingham: SPIE Press, 2006. 1057 p.

29. Stamm U., Ahmad I., Borisov V.M., Vinokhodov A.Yu. et al. High power EUV sources for lithography A comparison laser produced plasma and gas discharge produced plasma // Proc. SPIE. - 2002. - V.4688. - P.122-133.

30. R. Brained, P. Trefonas, J. Lammers, С. Cutler, J. Mackevich, A. Trefonas, S. Robertson. Shot noise, LER and quantum efficiency of EUV photoresists // Proc. SPIE. 2004. - V.5374. - P.74-85.

31. N. Harned, B. Blum, H. Meijer, H. Meiling, P. Kuerz. Progress on the realization of EUV lithography // Proc. of 4th International Symposium on EUV Lithography. San Diego, USA. - 2005. - http://www.sematech.org/

32. Fabio E. Zocchi, Enrico Buratti, Valentino Rigato. Design and optimization of collectors for extreme ultra-violet lithography // Proc. SPIE. 2006. - V. 6153. -P. 615310T.

33. Барсуков O.A., Ельяшевич M.A. Основы атомной физики. М.: Научный мир, 2006. - 648 с.

34. William Partlo, Igor Fomenkov, Daniel Birx. EUV (13.5 nm) Light Generation Using a Dense Plasma Focus Device // Proc. SPIE. 1999. - V.3676. -P.846-858.

35. Marc A. Klosner, William T. Silfast. High-temperature lithium metal-vapor capillary discharge extreme-ultraviolet source at 13.5 nm // Applied Optics. -2000.-V.39. -№21. -P.3678-3682.

36. V. Bakshi. EUV Source Technology: Challenges and Status / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. Bellingham: SPIE Press, 2006. - 1057 p.

37. S.A. George, W. Silfast, K. Takenoshita, R. Bernath, C.-S. Koay, G. Shimkaveg, M. Richardson. EUV Generation from Lithium Laser Plasma for Lithography // Proc. SPIE. 2006. - V.6151. - P.615143.

38. Лукьянов С.Ю., Ковальский Н.Г. Горячая плазма и управляемый ядерный синтез. М.: МИФИ, 1999. - 432 с.

39. Яценко А.С. Оптические спектры Н- и Не- подобных ионов. -Новосибирск: Наука, 2003. 216 с.

40. E.R. Kieft, К. Garloff, J.J.A.M. van der Mullen, V. Banine. Comparison of experimental and simulated extreme ultraviolet spectra of xenon and tin discharges // Physical Review E. 2005. - V.71. - P. 036402 1-12.

41. William T. Silfast. Intense EUV Incoherent Plasma Sources for EUV Lithography and Other Applications // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1999. V.35. - № 5. - P. 700-706.

42. Вайнштейн Л.А., Шевелько В.П. Структура и характеристики ионов в горячей плазме. М.: Наука, 1986. - 216 с.

43. Арцимович JI.A. Управляемые термоядерные реакции. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1961. - 468 с.

44. М. Richardson, C.-S. Коау, К. Takenoshita, С. Keyser, М. Al-Rabban, Е. Fujiwara. The case for tin as an EUV source // Proc. of 2nd International EUVL Symposium. Antwerp, Belgium. - 2003. - http://www.sematech.org/

45. G. O'Sullivan. EUV emission from Xe and Sn plasmas: comparison between experimental results and calculations // Proc. of 2nd International EUVL Symposium. Antwerp, Belgium. - 2003. - http://www.sematech.org/

46. J. Pankert, K. Bergman, O. Rosier, W. Neff at all. Philips' EUV Lamp: Status and Roadmap // Proc. of 2nd International EUVL Symposium. Antwerp, Belgium. - 2003. - http://www.sematech.org/

47. A. Sasaki, K. Nishihara, A. Sunahara, T. Nishikawa, F. Koike, K. Kagawa, H. Tanuma. Analysis of the Emission Spectrum of Xe and Sn // Proc. SPIE. -2006. V.6151. - P.61513W1-61513W8.

48. S. George, C.-S. Коау, K. Takenoshita, R. Bernath, C. Keyser, M. Al-Rabban, V. Bakshi, H. Scott, M. Richardson. EUV spectroscopy of mass-limited Sn-dopped laser microplasmas // Proc. SPIE. 2005. - V.5751. - P.779 -788.

49. B. Hansson, H. Hertz. Liquid-Xenon-Jet LPP Source / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. Bellingham: SPIE Press, 2006. - 1057 p.

50. S. Ellwi, A. Comley, M. Brownell. Spatially and Temporally Multiplexed Laser Modules for LPP Sources / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. Bellingham: SPIE Press, 2006. - 1057 p.

51. I. Fomenkov, D. Myers, B. Hansson, D. Brandt, A. Ershov, B. Klene. EUV Source System Development Update: Advancing Along the Path to HVM // Proc. SPIE. 2005. - V.5751. - P.248-259.

52. I. Fomenkov, B. Hansson at all. High Power Low Cost Drive Laser for LPP Source //Proc. SPIE. 2006. - V.6151. - P.61513X1-61513X9.

53. T. Abe, M. Moriya, H. Someya, G. Soumagne, T. Suganuma, T. Watanabe, A. Sumitani, H. Mizoguchi. KrF Laser Driven Xenon Plasma Light Source of a Small Field Exposure Tool // Proc. SPIE. 2006. - V.6151. - P.61513T1-61513T5.

54. T. Ariga, H. Hoshino, T. Miura, A. Endo. High Power Pulsed C02 Laser for EUV Lithography//Proc. SPIE. 2006. - V.6151. - P.61513M1-61513M8.

55. K. Nishihara, A. Sasaki, A. Sunahara, T. Nishikawa. Conversion Efficiency of LPP Sources / EUV Sources for Lithography / Vivek Bakshi Editor. -Bellingham: SPIE Press, 2006. 1057 p.

56. I. Fomenkov, B. Hansson et al. LPP EUV Source Development for HVM // Proc. SPIE. 2006. - V.6151. - P.61510R1-61510R10.

57. S. George, W. Silfvast, K. Takenoshita, R. Bernath, C.-S. Koay, G. Shimkaveg, M. Richardson, M. Al-Rabban, H. Scott. EUV Generation from Lithium Laser Plasma for Lithography // Proc. SPIE. 2006. - V.6151. -P.6151431-6151438.

58. M. McGeoch. Radio-frequency-preionized xenon z-pinch source for extreme ultraviolet lithography // Appl. Opt. 1998. - V.37. - № 9. - P.1651-1658.

59. M. McGeoch. High power extreme ultraviolet source based on a z-pinch // Proc. SPIE. 1999. - V.3676. - P.671-701.

60. M. McGeoch. Power scaling of a z-pinch extreme ultraviolet source // Proc. SPIE. 2000. - V.3997. - P.861-866.

61. K. Bergman, G. Schriver, O. Rosier, M. Muller, W. Neff, R. Lebert. Highly repetitive, extreme-ultraviolet radiation source based on a gas-discharge plasma // Appl. Opt. 1999. - V.38. - №.25. - P.5413-5417.

62. K. Bergman, O. Rosier, W. Neff, R. Lebert. Pinch-plasma radiation source for extreme-ultraviolet lithography with a kilohertz repetition frequency // Appl. Opt. -2000. V.39. - № 22. - P.3833-3837.

63. J. Pankert. Hollow Cathode Triggered Pinch Plasma Source for EUV Lithography // International EUV Source Workshop (SEMATECH). Matsue, Japan. - 2001. - http ://www. sematech.org/

64. J. Pankert. Update of Philips Extreme UV Source. // International EUV Source Workshop (SEMATECH). Dallas, USA. - 2002. -http://www.sematech.org/

65. W. Partlo, I. Fomenkov, D. Birx. EUV (13.5 nm) light generation using a dense plasma focus device // Proc. SPIE. 1999. - V.3676. - P.846-858.

66. W. Partlo, I. Fomenkov, I. Oliver, D. Birx. Development of an EUV (13.5 nm) light source employing a dense plasma focus in lithium vapor // Proc. SPIE. -2000. V.3997. - P.136-156.

67. W. Partlo, I. Fomenkov, R. Ness, I. Oliver, S. Melnychuk, J. Rauch. Progress toward use of a dense plasma focus as a light source for production EUV lithography // Proc. SPIE. 2001. - V.4343. - P.232-248.

68. I. Fomenkov, W. Partlo, I. Oliver, R. Ness, S. Melnychuk, O. Khodykin, N. Boewering. Optimization of a dense plasma focus device as a light source for EUV lithography // Proc. SPIE. 2002. - V.4688. - P.634-647.

69. U. Stamm, V. Borisov, I. Ahmad, S. Gotze, A. Ivanov, O. Khristoforov, J. Kleinschmidt, V. Korobotchko, J. Ringling, G. Schriever, A. Vinokhodov. Development of high power EUV sources for lithography // Proc. SPIE. 2002. -V.4688. - P.626-633.

70. B.M. Борисов, А.Ю. Виноходов, A.C. Иванов, Ю.Б. Кирюхин, С.В. Миронов, В.А. Мищенко, A.B. Прокофьев, О.Б. Христофоров. Мощный газоразрядный источник ВУФ (13.5 нм) излучения // Физика плазмы. 2002. -Т. 28. -№ Ю.-С. 952-956.

71. Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Сов. Радио, 1974. - 256 с.83. http ://www-cxro .lbl. gov/opticalconstants/

72. Дж. Реди. Действие мощного лазерного излучения. М.: Мир, 1974. -470 с.

73. Афанасьев Ю.В., Ананьин О.Б. Образование плазмы с помощью мощного лазерного излучения // Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. - Вводный том II. - С. 339-346.

74. Ананьин О.Б., Афанасьев Ю.В., Быковский Ю.А., Крохин О.Н. Лазерная плазма: Физика и применения. М.: МИФИ, 2003. - 400 с.

75. Коротеев Н.И., Шумай И.Л. Физика мощного лазерного излучения. -М.: Наука, 1991.-310 с.

76. Хора X. Физика лазерной плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 272 с.

77. Конов В.И., Пименов С.М., Чаплиев Н.И. Новые методы и результаты исследований инициирования приповерхностной лазерной плазмы // Известия АН СССР. Серия физическая. 1989. - Т.53. - № 3. - С. 423-430.

78. Гайдаренко Д.В., Леонов А.Г., Чехов Д.И. Характеристики и динамика разлета эрозионной плазмы, образованной УФ излучением ХеС1 лазера // Физика плазмы. 1991. -Т.17. -№ 8. - С. 918-923.

79. E.R. Kieft, J.J.A.M. van der Mullen, V. Banine. Subnanosecond Thomson scattering on a vacuum arc discharge in tin vapor // Physical Review E. 2005. -V.72. - P. 026415.

80. E.B. Евстратов, М.Ф. Каневский, A.M, Ковалевич, Ю.Ю. Степанов. Эволюция плазмы, возникающей при облучении металлической поверхности излучением ХеО-лазера // Квантовая электроника. 1988. - Т.15. - № 3. - С. 557-559.

81. В.П. Агеев, A.A. Горбунов, В.И. Конов. Отражение излучения ХеС1-лазера от алюминиевой мишени в присутствии эрозионной плазмы // Квантовая электроника. 1989. - Т.16. - № 6. - С. 1214-1220.

82. Ю.П. Райзер. Лазерная искра и распространение разрядов. М.: Наука, 1974.-308 с.

83. М.П. Чучман, А.К. Жуаибов. Эмиссионные характеристики и параметры плазмы лазерного факела на основе германия // Физика плазмы. -2008. Т.34. - № 4. - С. 340-346.

84. Бурцев В.А., Калинин Н.В., Лучинский A.B. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.

85. Месяц Г.А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга. М.: Наука, 2000. - 424 с.

86. Месяц Г.А. Эктон лавина электронов из металла // Успехи физических наук. - 1995. - Т. 165. - № 6. - С. 601-626.

87. Burkhard Juttner. Cathode spots of electric arcs // Journal of Physics D: Applied Physics. 2001. - V.34. - № 17. - P. R103-R123.

88. Зверев Е.А., Красов В.И., Кринберг И.А., Паперный B.JI. Формирование микропинча и генерация многозарядных ионов на фронте токонесущего плазменного факела // Физика плазмы. 2005. - Т.31. - № 10. -С. 909-922.

89. Спектроскопия многозарядных ионов в горячей плазме / Аглицкий Е.В., Вихров В.В., Гулов А.В., Иванов В.В., Иванова Е.П., Киселюс Р.С. и др. -М.: Наука, 1991.-206 с.

90. Мейерович Б.Э. Канал сильного тока. М.: ООО «Фима», 1999. - 376 с.

91. Имшенник B.C., Боброва Н.А. Динамика столкновительной плазмы. -М.: Энергоатомиздат, 1997. 320 с.

92. Koshelev K.N., Pereira N.R. Plasma points and radiative collapse in vacuum sparks // Journal of Applied Physics. 1991. - V.69. - № 10. - P. R21-R43.

93. Вихрев B.B., Иванов B.B., Кошелев K.H. Формирование и развитие микропинчевой области в вакуумной искре // Физика плазмы. 1982. - Т.8. -№6. -С. 1211-1219.

94. Долгов А.Н. Скейлинг по току излучательных характеристик микропинчевого разряда // Физика плазмы. 2005. - Т.31. - № 8. - С. 733-741.

95. E.R. Kieft, J.J.A.M. van der Mullen, G.M.W. Kroesen, V. Banine, K.N. Koshelev. Characterization of a vacuum-arc discharge in tin vapor using time-resolved plasma imaging and extreme ultraviolet spectrometry // Physical Review E.-2005.-V.71.-P. 026409.

96. E.R. Kieft, J.J.A.M. van der Mullen, G.M.W. Kroesen, V. Banine, K.N. Koshelev. Collective Thomson scattering experiments on a tin vapor discharge in the prepinch phase // Physical Review E. 2004. - V.70. - P. 056413.

97. P.S. Antsiferov, K.N. Koshelev, A.E. Kramida, A.M.Panin. Two regimes of micropinching in a low-inductance vacuum spark // Journal of Physics D: Applied Physics. 1989. - V.22. - № 8. - P. 1073-1077.

98. B.B. Вихрев, В.Д. Королев. Генерация нейтронов в Z-пинчах // Физика плазмы. 2007. - Т.ЗЗ. - № 5. - С. 397-423.

99. Анисимов С.И., Иванов М.Ф., Медведев Ю.В., Швец В.Ф. Ускорение примесных ионов при расширении плазмы в вакуум // Физика плазмы. 1982.- Т.8. № 5. - С. 1045-1048.

100. В.И. Зайцев, Г.С. Волков, A.B. Карташов, Н.И. Лахтюшко. Коллективное ускорение ионов при распаде сильноточного Z-пинча // Физика плазмы. 2008. - Т.34. - № 3. - С. 195-198.

101. Ю.В. Коробкин, И.В. Романов, A.A. Рупасов, A.C. Шиканов. Неустойчивости вакуумного разряда при лазерном инициировании катодного пятна // Журнал технической физики. 2005. - Т.75. - № 9. - С. 34-39.

102. А.Н. Долгов, В.К. Ляпидевский, Д.Е. Прохорович, A.C. Савелов, Г.Х. Салахутдинов. Исследование структуры и динамики излучающей плазмы в микропинчевом разряде // Физика плазмы. 2005. - Т.31. - № 2. - С. 192-202.

103. А.Н. Долгов, В.В. Вихрев. Исследование генерации надтепловых электронов в микропинчевом разряде // Физика плазмы. 2005. - Т.31. - № 3.- С. 290-297.

104. А.Н. Долгов, Т.Н. Салахутдинов. Процессы переноса вещества в быстром Z-пинчевом разряде (малоиндуктивная вакуумная искра) // Физика плазмы. 2003. - Т.29. - № 9. - С. 818-825.

105. Филиппов Н.В. Обзор экспериментальных работ, выполненных в ИАЭ им. Курчатова, по исследованию плазменного фокуса // Физика плазмы.- 1983.-Т.9.-№ 1.-С. 25-44.

106. Воробьев B.C. Приповерхностная лазерная плазма // Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. -Вводный том III. - С. 138-149.

107. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Автоэмиссионные и взрывные процессы в газовом разряде. Новосибирск: Наука, 1982. - 356 с.

108. Литвинов Е.А. Разряды типа дугового // Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. -Вводный том II. - С.80-115.

109. Школьник С.М. Вакуумная дуга // Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. - Вводный том II. - С. 115132.

110. Н. Meiling, V. Banine, P. Kurz, N. Hamed, В. Blum, H. Meijer. Development of the ASML alpha demo tool // Proc. SPIE. 2005. - V.5751. - P. 90-101.

111. H. Meiling, H. Meijer, V. Banine, R. Moors, R. Groeneveld, H.-J. Voorma, U. Mickan, B. Wolschrijn, B. Mertens, G. van Baars, P. Kurz, N. Harned. First performance results of the ASML alpha demo tool // Proc. SPIE. 2006. - V.6151. -P. 6151008.

112. W. Soer, D. Klunder, M. van Herpen, L. Bakker, V. Banine. Debris mitigation for EUV sources using directional gas flows // Proc. SPIE. 2006. -V.6151. - P. 61514B.

113. J. Jonkers. High power extreme ultra-violet (EUV) light sources for future lithography // Plasma Sources Sci. Technol. 2006. - V.15. - P. S8-S16.

114. Keith C. Thompson, Shailendra N. Srivastava, Erik L. Antonsen, David N. Ruzic. Debris mitigation techniques for a Sn- and Xe-fueled EUV-light source // Proc. SPIE. 2007. - V.6517. - P. 65173L.

115. H. Komori, Y. Imai, G. Soumagne, T. Abe, T. Suganuma, A. Endo. Magnetic field ion mitigation for EUV light source // Proc. SPIE. 2005. - V.5751. -P. 859-866.

116. P. Mora. Theoretical model of absorption of laser light by a plasma // Physics of fluids. 1982. - V.25. - № 6. - P. 1051-1056.

117. К. Лонгмайр. Физика плазмы. — M.: Атомиздат, 1966. 342 с.

118. Д. Дж. Роуз, М. Кларк. Физика плазмы и управляемые термоядерные реакции. М.: Госатомиздат, 1963. - 488 с.1. Q L^i

119. Колошников Г.В., Кошелев K.H., Сидельнрсов Ю.В., Чурилов С.С. Лазерное инициирование разряда малоиндуктивной вакуумной искры // Физика плазмы. 1985. - Т. 11. - № 2. - С. 254-258.

120. K.N. Koshelev et al. Spectroscopic diagnostic of EUV radiating plasmas and optimization of EUVL sources // EUV Source Workshop.- San Jose, USA. -2005. - http://www.sematech.org/

121. И.Н. Сливков. Электроизоляция и разряд в вакууме. М.: Атомиздат, 1972.-304 с.

122. С.П. Горбунов, В.И. Красов, В.Л. Паперный, Ю.В. Коробкин, И.В. Романов. Перенос массы и заряда катодным факелом низкоиндуктивной вакуумной искры // Письма в ЖТФ. 2005. - Т.31. - № 22. - С. 87-94.

123. Г.В. Буткевич, Г.С. Белкин, H.A. Ведешенков, М.А. Жаворонков. Электрическая эрозия сильноточных контактов и электродов. М.: Энергия, 1978.-256 с.

124. Диагностика турбулентной плазмы / Волков Я.Ф., Дятлов В.Г., Митина H.H. Киев: Наук, думка, 1983. - 144 с.

125. А.Е. Гурей, А.Н. Долгов, Д.Е. Прохорович, A.C. Савелов, A.A. Тихомиров. Корреляция параметров ионной эмиссии и рентгеновского излучения из плазмы микропичевого разряда // Физика плазмы. 2004. - Т.30. - № 1.-С. 41-46.

126. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992. - 536 с.