RU2633726C1 - Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения - Google Patents

Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения Download PDF

Info

Publication number
RU2633726C1
RU2633726C1 RU2016119288A RU2016119288A RU2633726C1 RU 2633726 C1 RU2633726 C1 RU 2633726C1 RU 2016119288 A RU2016119288 A RU 2016119288A RU 2016119288 A RU2016119288 A RU 2016119288A RU 2633726 C1 RU2633726 C1 RU 2633726C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
xenon
extreme ultraviolet
ultraviolet radiation
radiation
quasi
Prior art date
Application number
RU2016119288A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Валентинович Водопьянов
Михаил Юрьевич Глявин
Дмитрий Анатольевич Мансфельд
Сергей Владимирович Голубев
Александр Григорьевич Литвак
Вадим Александрович Скалыга
Александр Васильевич Сидоров
Алексей Григорьевич Лучинин
Сергей Владимирович Разин
Иван Владимирович Изотов
Николай Иванович Чхало
Николай Николаевич Салащенко
Андрей Николаевич Нечай
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН)
Priority to RU2016119288A priority Critical patent/RU2633726C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2633726C1 publication Critical patent/RU2633726C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008—X-ray radiation generated from plasma involving a beam of energy, e.g. laser or electron beam in the process of exciting the plasma

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается устройства получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11.2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения. Устройство включает в себя гиротрон, генерирующий пучок излучения терагерцевого диапазона, систему ввода излучения в вакуумную камеру, систему квазиоптических зеркал, фокусирующую излучение в область неоднородного расширяющегося потока ксенона, создаваемого системой газонапуска при сверхзвуковом истечении ксенона в вакуум, с характерным поперечным размером меньше миллиметра, расположенную в фокусе многослойного рентгеновского зеркала нормального падения, формирующего направленное экстремальное ультрафиолетовое излучение от возникающего в совмещенных фокусах системы зеркал и многослойного рентгеновского зеркала разряда. Система газонапуска выполнена с возможностью смешения ксенона с другим легким газом. Кроме того, система газонапуска может быть встроена в блок охлаждения и редуцирования газа, создающий при истечении ксенона узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона с размером 10-1000 ангстрем. Технический результат заключается в повышении ресурса работы устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам получения направленного мягкого рентгеновского, или, что то же самое, экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения.
В проекционной литографии высокого разрешения обычно применяют устройства получения экстремального ультрафиолетового излучения на основе «точечных» источников с длиной волны 13,5 нм ±1%. В последнее время активно обсуждается возможность использования в проекционной литографии высокого разрешения более коротких длин волн 11.2 нм и 6.7 нм, которые могут обеспечить уменьшение размеров элементов в микроэлектронике. При этом во всех трех диапазонах разработаны достаточно эффективные системы формирования направленного экстремального ультрафиолетового излучения на основе многослойных брегговских зеркал нормального падения (многослойные зеркала Mo/Si отражают 73% излучения в диапазоне 13.5 нм ±1% [D. Glushkov, V.Y. Banine, L.A. Sjmaenok, N.N. Salashchenko, and N.I. Chkhalo, Multilayer mirror and lithographic apparatus, WO 10091907 A1. 19.08.2010], Ru/Be зеркала отражают 78% излучения в диапазоне 11.2 нм ±1% [D. Glushkov, V.Y. Banine, L.A. Sjmaenok, N.N. Salashchenko, and N.I. Chkhalo, Multilayer mirror and lithographic apparatus, WO 10091907 A1. 19.08.2010], зеркала La/B - 60% для излучения 6.7 нм [N.I. Chkhalo, S.
Figure 00000001
, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, F.
Figure 00000002
, S.D. Starikov. Appl. Phys. Lett. 2013. V. 1020. P. 011602, Takamitsu Otsuka; Bowen Li; Colm O'Gorman; Thomas Cummins; Deirdre Kilbane; Takeshi Higashiguchi; Noboru Yugami; Weihua Jiang; Akira Endo; Padraig Dunne; Gerard O'Sullivan. Proc. SPIE 8322, Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography III, 832214 (March 29, 2012)]), обеспечивающие фильтрацию и формирование экстремального ультрафиолетового излучения в виде параллельного или сходящегося в промежуточный фокус пучка с малым угловым разбросом лучей, определяемым размером упомянутого «точечного» источника.
Например, для получения экстремального ультрафиолетового излучения на основе «точечного» источника с длиной волны 13,5 нм ±1% предлагается использовать плазму, содержащую многозарядные ионы олова, линии излучения которых лежат в необходимом диапазоне экстремального ультрафиолетового излучения (более ста линий излучения ионов олова с зарядом от +6 до +11 попадают в диапазон длин волн 13.5 нм ±1%). Для создания и поддержания такой плазмы используют различного типа разряды, создаваемые мощными лазерами, различными типами пинчей и т.д. (см., например, EUV Sources for Lithography. Vivek Bakshi. SPIE. 2006; Lithography. Edited by Michael Wang. InTech. 2010; патент RU 2365068 МПК H05G 2/00 (2006.01) публ. 20.08.2009; патент RU 2278483 МПК H05G 2/00 (2006.01) публ. 20.06.2006, пат. США US 6973164 МПК G21K 5/00, H05G 2/00 публ. 06.12.2005).
Наиболее эффективным из известных является устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения для проекционной литографии высокого разрешения, в которое для генерации экстремального ультрафиолетового излучения (длина волны 13,5 нм ±1%) включен работающий в импульсном режиме СО2 лазер, излучение которого при низких давлениях остаточного газа в вакуумной камере фокусируется системой зеркал на капли олова с размерами меньше 1 мм, сформированными специальной системой подготовки рабочего вещества (пат. США US 7067832 МПК H05G 2/00, G01J 1/00 (2006.01) «Extreme Ultraviolet Light Source», публ. 27.06.2006). Момент влета очередной капли в фокус синхронизован с моментом включения короткого лазерного импульса. Параметры взаимодействия (интенсивность и длительность импульса излучения, размеры капель) подобраны так, чтобы образовалось облако многократно ионизованной плазмы, причем кратность ионизации была оптимальной для генерации экстремального ультрафиолетового излучения в заданном диапазоне. В результате получают «точечный», с характерными размерами 50-100 мкм, быстро (со скоростью 106 см/с) расширяющийся источник экстремального ультрафиолетового излучения. Для эффективного формирования направленного экстремального ультрафиолетового излучения использовано многослойное рентгеновское зеркало нормального падения. Существенным недостатком такого устройства является необходимость использования импульсно-периодического режима работы, что вынуждает применять сложные дорогостоящие источники питания и вызывает технологические проблемы, связанные с импульсно-периодическими нагрузками на элементы конструкции. Эти недостатки обусловлены самим принципом его действия и представляются основными препятствиями на пути широкого использования устройства.
Отметим, что наиболее перспективным представляется использование Ru/Be зеркал, отражающих 78% излучения в диапазоне 11.2 нм ±1%, что обеспечивает существенное увеличение эффективности в многозеркальных рентгено-оптических системах современных литографов.
В качестве прототипа выбрано устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11.2 нм ±1%, описанное в работе [M.Yu. Glyavin, S.V. Golubev, I.V. Izotov, A.G. Litvak, A.G. Luchinin, S.V. Razin, A.V. Sidorov, V.A. Skalyga, and A.V. Vodopyanov. A point-like source of extreme ultraviolet radiation based on a discharge in a non-uniform gas flow, sustained by powerful gyrotron radiation of terahertz frequency band. // Applied Physics Letters, v. 105, p. 174101-1 - 174101-4, 2014; doi: 10.1063/1.4900751]. В этой работе предложен новый тип устройства получения экстремального ультрафиолетового излучения для проекционной литографии высокого разрешения, содержащего гиротрон, генерирующий квазиоптический пучок электромагнитного излучения терагерцевого диапазона частот в непрерывном режиме работы, систему ввода терагерцевого излучения в вакуумную камеру, внутри которой расположена система квазиоптических зеркала, фокусирующая упомянутый квазиоптический пучок электромагнитного излучения в ограниченную область максимальной плотности неоднородного расширяющегося потока рабочего вещества ксенона, создаваемого системой газонапуска при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона в вакуум через сопло системы газонапуска, с характерным поперечным размером меньше миллиметра, расположенную в фокусе рентгеновского зеркала нормального падения, формирующего направленное экстремальное ультрафиолетовое излучение с длиной волны 11,2 нм ±1% от возникающего в совмещенных фокусах системы квазиоптических зеркала и рентгеновского зеркала нормального падения разряда ограниченного размера, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения. Отметим, что возможность создания такого устройства возникла сравнительно недавно благодаря прогрессу в создании мощных (на уровне сотен киловатт) гиротронов терагерцевого диапазона частот [В.Л Братман, А.Г. Литвак, Е.В. Суворов, УФН, 181, 867-874, 2011]. Использование терагерцевого излучения гиротрона, работающего в непрерывном режиме, позволяет создавать стационарно существующий разряд ограниченного размера («точечный» источник) с уникальными параметрами сильнонеравновесной плазмы: плотностью плазмы ~1016-1017 см-3 и температурой электронов на уровне 100 эВ, оптимальной для многократной ионизации и возбуждения ионов; в такой плазме образуются ионы с необходимым зарядом, происходит их возбуждение и высвечивание в диапазоне экстремального ультрафиолетового излучения. Размеры разряда, определяемые размерами сопла и перепадом давлений в источнике газа и вакуумной камере, можно обеспечить меньше 1 мм.
Недостатком прототипа является проблема с отводом энергии, попавшей из плазмы стационарно существующего разряда ограниченного размера, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения, на сопло: при работе в непрерывном режиме «точечный» источник, излучающий экстремальное ультрафиолетовое излучение заметной интенсивности, располагается в непосредственной близости от среза сопла, и плотность потока энергии, поглощенной поверхностью сопла, может достигать больших величин, до 100 кВт/см-2, что существенно уменьшает ресурс работы описанного устройства и может привести к его разрушению.
Задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является повышение ресурса работы устройства получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения для проекционной литографии высокого разрешения с длиной волны 11.2 нм ±1%.
Технический эффект достигается тем, что устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения содержит гиротрон, генерирующий квазиоптический пучок электромагнитного излучения терагерцевого диапазона частот в непрерывном режиме работы, систему ввода электромагнитного излучения терагерцевого диапазона в вакуумную камеру, внутри которой расположена система квазиоптических зеркал, фокусирующая упомянутый квазиоптический пучок электромагнитного излучения терагерцевого диапазона в ограниченную область неоднородного расширяющегося потока рабочего вещества ксенона с требуемой высокой плотностью порядка 1019 см-3, создаваемого системой газонапуска при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона в вакуум через сопло системы газонапуска, с характерным поперечным размером меньше миллиметра, расположенную в фокусе многослойного рентгеновского зеркала нормального падения, формирующего направленное экстремальное ультрафиолетовое излучение с длиной волны 11,2 нм ±1% от возникающего в совмещенных фокусах системы квазиоптических зеркал и многослойного рентгеновского зеркала нормального падения разряда ограниченного размера, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения.
Новым в случае реализации изобретения по п. 1 формулы, является то, что система газонапуска выполнена с возможностью смешения двух газов, отличающихся по массе: рабочего вещества ксенона и легкого газа.
Новым в случае реализации изобретения по п. 2 формулы, является то, что система газонапуска встроена в блок охлаждения и редуцирования газа, создающий при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона с размером 10-1000 ангстрем.
Новым в частном случае реализации изобретения по п. 3 формулы, является то, что в систему газонапуска встроены лимитер, представляющий собой преграду с отверстием, расположенную на оси сопла системы газонапуска на некотором расстоянии от него и пропускающую узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона, и система дифференциальной откачки, удаляющая неиспользованную часть потока рабочего вещества ксенона.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства для случая реализации изобретения по п. 1 формулы.
На фиг. 2 представлена схема предлагаемого устройства для случая реализации изобретения по п. 2 формулы.
На фиг. 3 представлена схема предлагаемого устройства для частного случая реализации изобретения по п. 3 формулы.
В общем случае предлагаемое устройство содержит гиротрон 1, генерирующий квазиоптический пучок электромагнитного излучения 2 терагерцевого диапазона частот в непрерывном режиме работы, систему ввода 3 электромагнитного излучения 2 терагерцевого диапазона в вакуумную камеру 4, внутри которой расположена система квазиоптических зеркал 5, фокусирующая упомянутый квазиоптический пучок электромагнитного излучения 2 терагерцевого диапазона в ограниченную область максимальной плотности неоднородного расширяющегося потока рабочего вещества ксенона 6, создаваемого системой газонапуска 7 при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона 6 в вакуум через сопло 8 системы газонапуска 7, с характерным поперечным размером меньше миллиметра, расположенную в фокусе рентгеновского зеркала нормального падения 9, формирующего направленное экстремальное ультрафиолетовое излучение 10 с длиной волны 11,2 нм ±1% от возникающего в совмещенных фокусах обоих зеркал разряда ограниченного размера 11, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения.
В случае реализации изобретения по п. 1 формулы (см. фиг. 1) система газонапуска 7 выполнена с возможностью смешения двух газов, отличающихся по массе: рабочего вещества ксенона 6 и легкого газа.
В случае реализации изобретения по п. 2 формулы (см. фиг. 2) систему газонапуска 7 встроен блок охлаждения и редуцирования газа 12, создающий при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона 6 узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона 6 с размером 10-1000 ангстрем.
В частном случае реализации изобретения по п. 3 формулы (см. фиг. 3) в систему газонапуска дополнительно встроены лимитер 13, представляющий собой преграду с отверстием, расположенную на оси сопла 8 системы газонапуска 7 на некотором расстоянии от него и пропускающую узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона 6, и система дифференциальной откачки 14, удаляющая неиспользованную часть потока рабочего вещества ксенона 6.
Предлагаемое устройство осуществляет работу следующим образом.
Гиротрон 1 в непрерывном режиме генерирует квазиоптический пучок электромагнитного излучения 2 терагерцевого диапазона частот, который заводится в вакуумную камеру 4 через систему ввода 3 и фокусируется с помощью расположенной внутри вакуумной камеры 4 системы квазиоптических зеркал 5. Одновременно в фокусе системы квазиоптических зеркал 5 формируется ограниченная область неоднородного расширяющегося потока рабочего вещества ксенона 6 с требуемой высокой плотностью порядка 1019 см-3, создаваемого системой газонапуска 7 при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона 6 в вакуум через сопло 8 системы газонапуска 7, с характерным поперечным размером меньше миллиметра.
При высокой плотности плазмы в разряде ограниченного размера 11 и достаточной для ионизации и возбуждения температуре электронов (~100 эВ) тяжелые атомы рабочего вещества ксенона 6 могут быть многократно ионизованы. Если возникающие ионы не обладают достаточным зарядом, линии их излучения лежат в оптическом диапазоне, поэтому параметры плазмы необходимо создать такие, чтобы образовывались многозарядные ионы, линии излучения которых лежат в нужной спектральной области вакуумного ультрафиолета, и основной вынос энергии из разряда ограниченного размера 11 происходил за счет радиационных потерь. Такой режим возможен при образовании достаточно высокого заряда ионов, поскольку радиационные потери растут при увеличении степени ионизации. Степень ионизации определяется параметром удержания nT (n - плотность плазмы, Т - время пролета области разряда ограниченного размера 11, определяемое направленной скоростью движения ионов Т=L/ν), который требуется поддерживать на достаточно высоком уровне (см., например, Geller R. Electron cyclotron resonance ion sources and ECR plasmas. Institute of Physics. Bristol. 1996], для необходимой многократной ионизации ионов достаточно, чтобы nT>109 см-3 с. В приведенных условиях в разряде ограниченного размера 11 (~1 мм) и скорости потока ионов в разряде ограниченного размера 11 до 106 см/с это можно обеспечить при плотности плазмы в разряде ограниченного размера 11 на уровне 1016-1017 см-3. Отметим, что в этих условиях можно рассчитывать на эффективное поглощение (более 50%) энергии терагерцевого излучения в области плазменного резонанса, что обеспечивает, как уже отмечалось, образование (на ионизацию тратится только небольшая часть энергии излучения - на уровне сотен ватт) и эффективное возбуждение многозарядных ионов с их последующим высвечиванием в диапазоне экстремального ультрафиолетового излучения.
В результате в сформированной ограниченной области неоднородного расширяющегося потока рабочего вещества ксенона 6 возникает разряд ограниченного размера 11 (менее 1 мм, так называемый «точечный» источник), который поддерживается постоянно непрерывной доставкой рабочего вещества ксенона 6 и работой гиротрона 1 в непрерывном режиме.
В свою очередь, возникший разряд ограниченного размера 11 располагают в фокусе многослойного рентгеновского зеркала нормального падения 9, которое отфильтровывает и формирует (отражает с малым угловым разбросом) направленное экстремальное ультрафиолетовое излучение 10 с длиной волны 11,2 нм ±1%.
В отличие от прототипа, в котором условия для поддержания и разряде ограниченного размера 11 под действием сфокусированного квазиоптического пучка электромагнитного излучения 2 терагерцевого диапазона выполняются только в непосредственной близости от сопла 8 системы газонапуска 7, где плотность рабочего вещества ксенона 6 достаточно велика (поперечные размеры и характерный масштаб уменьшения плотности сравнимы с размером отверстия в сопле 8 и могут быть сделаны меньше миллиметра), в предлагаемом устройстве создают благоприятные условия для поддержания разряда ограниченного размера 11 на возможно большем расстоянии от сопла 8, для чего обеспечивают доставку на это расстояние в область, где фокусируется квазиоптический пучок электромагнитного излучения 2 терагерцевого диапазона, необходимого для поддержания плазмы с высокой плотностью ~1016-1017 см-3 количества рабочего вещества ксенона 6 с плотностью 1019 см-3 (большая часть подаваемого рабочего вещества ксенона 6 обтекает уже возникший разряд ограниченного размера 11 с многократно ионизованными ионами, поэтому плотность подаваемого рабочего вещества ксенона 6 должна значительно превосходить плотность плазмы в разряде ограниченного размера 11). Это позволяет существенно, пропорционально квадрату расстояния от сопла 8 до разряда ограниченного размера 11, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения, уменьшить плотность потока энергии на сопло 8, облегчить отвод попавшей на сопло 8 энергии и тем самым обеспечить повышение ресурса работы точечного источника экстремального ультрафиолетового излучения.
Для этого в случае реализации изобретения по п. 1 формулы (см. фиг. 1) система газонапуска 7 выполнена с возможностью смешения двух газов, отличающихся по массе: рабочего вещества ксенона 6 и легкого газа. В качестве легкого газа может выступать, например, гелий. При сверхзвуковом истечении такой смеси неоднородный расширяющийся поток рабочего вещества ксенона 6 оказывается окруженным потоком легкого газа, который, расширяясь сам, мешает расширению потока рабочего вещества ксенона 6, что и дает возможность обеспечить необходимую для требуемой многократной ионизации высокую плотность рабочего вещества ксенона 6 на некотором удалении от сопла 8.
Как показали эксперименты, в случае реализации изобретения по п. 1 формулы расстояние от разряда ограниченного размера 11, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения, до сопла 8 удается увеличить до 1-1,5 мм (примерно в 2 раза), что соответственно уменьшает плотность потока энергии на сопло 8 в 4 раза.
В случае реализации изобретения по п. 2 формулы (см. фиг. 2) для формирования потока рабочего вещества ксенона 6 в системе газонапуска 7 дополнительно используют блок охлаждения и редуцирования газа 12, позволяющий получать при сверхзвуковом истечении (газ при этом дополнительно охлаждается и конденсируется, образуя атомные конгломераты с размером 10-1000 ангстрем - атомные кластеры) узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона 6, при этом плотность рабочего вещества ксенона 6 спадает с расстоянием медленнее, чем в случае реализации изобретения по п. 1. Такой поток атомов и кластеров обеспечивает доставку рабочего вещества ксенона 6 в разряд ограниченных размеров 11 (менее 1 мм, размер определяется разбросом потока атомов и кластеров по углу), отнесенный на еще большее расстояние от сопла 8, чем в случае реализации изобретения по п. 1.
Как показали эксперименты, в случае реализации изобретения по п. 2 формулы расстояние от разряда ограниченного размера 11 до сопла 8 удается увеличить до 1 см (примерно в 5 раз), что соответственно уменьшает плотность потока энергии на сопло 8 в 25 раз.
В частном случае реализации изобретения по п. 3 формулы (см. фиг. 3) дополнительно ограничивают поперечный размер узконаправленного потока атомов и кластеров рабочего вещества ксенона 6 с помощью встроенного в систему газонапуска лимитера 13, представляющего собой преграду с отверстием, расположенную на оси сопла 8 системы газонапуска 7 на некотором расстоянии от него. С помощью системы дифференциальной откачки 14, удаляют неиспользованную часть потока рабочего вещества ксенона 6, не прошедшую через отверстие лимитера 13 (удаляется в основном быстро расширяющаяся газообразная часть рабочего вещества ксенона 6). Атомы и кластеры, пролетевшие через отверстие лимитера 13, имеют меньший, определяющийся размером отверстия разброс по углам, что позволяет уменьшить поперечный размер разряда ограниченных размеров 11, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения, и соответственно улучшить качество выходного направленного экстремального ультрафиолетового излучения за счет уменьшения разброса по углам. Кроме того, поскольку в конструкции устройства по п. 3 формулы самой уязвимой частью становится лимитер 13, возникает необходимость как можно дальше отодвинуть разряд ограниченных размеров 11 уже от лимитера 13 (как, впрочем, и от остальных элементов системы газонапуска 7, включая и сопло 8).
Как показали эксперименты, в случае реализации изобретения по п. 3 формулы расстояние от разряда ограниченного размера 11, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения, до лимитера 13 удается сохранить на уровне 1 см, что соответственно уменьшает плотность потока энергии на лимитер 13 в 25 раз.
Таким образом, в предлагаемом изобретении, реализованном в соответствии с пп. 1, 2 и 3 формулы, удается значительно по сравнению с прототипом снизить тепловую нагрузку на наиболее близко расположенные к «точечному» источнику экстремального ультрафиолетового излучения элементы системы газонапуска, что существенно повышает ресурс работы устройства получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения для проекционной литографии высокого разрешения с длиной волны 11.2 нм ±1%.

Claims (3)

1. Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения, содержащее гиротрон, генерирующий квазиоптический пучок электромагнитного излучения терагерцевого диапазона частот в непрерывном режиме работы, систему ввода электромагнитного излучения терагерцевого диапазона в вакуумную камеру, внутри которой расположена система квазиоптических зеркал, фокусирующая упомянутый квазиоптический пучок электромагнитного излучения терагерцевого диапазона в ограниченную область неоднородного расширяющегося потока рабочего вещества ксенона с требуемой высокой плотностью порядка 1019 см-3, создаваемого системой газонапуска при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона в вакуум через сопло системы газонапуска, с характерным поперечным размером меньше миллиметра, расположенную в фокусе многослойного рентгеновского зеркала нормального падения, формирующего направленное экстремальное ультрафиолетовое излучение с длиной волны 11,2 нм ±1% от возникающего в совмещенных фокусах системы квазиоптических зеркал и многослойного рентгеновского зеркала нормального падения разряда ограниченного размера, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения, отличающееся тем, что система газонапуска выполнена с возможностью смешения двух газов, отличающихся по массе: рабочего вещества ксенона и легкого газа.
2. Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения, содержащее гиротрон, генерирующий квазиоптический пучок электромагнитного излучения терагерцевого диапазона частот в непрерывном режиме работы, систему ввода электромагнитного излучения терагерцевого диапазона в вакуумную камеру, внутри которой расположена система квазиоптических зеркал, фокусирующая упомянутый квазиоптический пучок электромагнитного излучения терагерцевого диапазона в ограниченную область неоднородного расширяющегося потока рабочего вещества ксенона с требуемой высокой плотностью порядка 1019 см-3, создаваемого системой газонапуска при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона в вакуум через сопло системы газонапуска, с характерным поперечным размером меньше миллиметра, расположенную в фокусе многослойного рентгеновского зеркала нормального падения, формирующего направленное экстремальное ультрафиолетовое излучение с длиной волны 11,2 нм ±1% от возникающего в совмещенных фокусах системы квазиоптических зеркал и многослойного рентгеновского зеркала нормального падения разряда ограниченного размера, являющегося «точечным» источником экстремального ультрафиолетового излучения, отличающееся тем, что система газонапуска встроена в блок охлаждения и редуцирования газа, создающий при сверхзвуковом истечении рабочего вещества ксенона узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона с размером 10-1000 ангстрем.
3. Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения по п. 2, отличающееся тем, что в систему газонапуска встроены лимитер, представляющий собой преграду с отверстием, расположенную на оси сопла системы газонапуска на некотором расстоянии от него и пропускающую узконаправленный поток атомов и кластеров рабочего вещества ксенона, и система дифференциальной откачки, удаляющая неиспользованную часть потока рабочего вещества ксенона.
RU2016119288A 2016-05-18 2016-05-18 Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения RU2633726C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119288A RU2633726C1 (ru) 2016-05-18 2016-05-18 Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119288A RU2633726C1 (ru) 2016-05-18 2016-05-18 Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2633726C1 true RU2633726C1 (ru) 2017-10-17

Family

ID=60129511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119288A RU2633726C1 (ru) 2016-05-18 2016-05-18 Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633726C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808771C1 (ru) * 2023-06-23 2023-12-05 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" (ИПФ РАН) Мощный источник направленного экстремального ультрафиолетового излучения c длиной волны 9 - 12 нм для проекционной литографии высокого разрешения

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5577092A (en) * 1995-01-25 1996-11-19 Kublak; Glenn D. Cluster beam targets for laser plasma extreme ultraviolet and soft x-ray sources
US6815900B2 (en) * 2002-12-19 2004-11-09 Xtreme Technologies Gbmh Radiation source with high average EUV radiation output
RU2253194C2 (ru) * 2000-10-16 2005-05-27 Саймер, Инк. Источник излучения на основе плазменного фокуса с улучшенной системой импульсного питания

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5577092A (en) * 1995-01-25 1996-11-19 Kublak; Glenn D. Cluster beam targets for laser plasma extreme ultraviolet and soft x-ray sources
RU2253194C2 (ru) * 2000-10-16 2005-05-27 Саймер, Инк. Источник излучения на основе плазменного фокуса с улучшенной системой импульсного питания
US6815900B2 (en) * 2002-12-19 2004-11-09 Xtreme Technologies Gbmh Radiation source with high average EUV radiation output

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.Yu. Glyavin и др. "A point-like source of extreme ultraviolet radiation based on a discharge in a non-uniform gas flow, sustained by powerful gyrotron radiation of terahertz frequency band", APPLIED PHYSICS LETTERS, т. 105, 2014 г., стр. 174101-1 - 174101-4. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808771C1 (ru) * 2023-06-23 2023-12-05 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" (ИПФ РАН) Мощный источник направленного экстремального ультрафиолетового излучения c длиной волны 9 - 12 нм для проекционной литографии высокого разрешения
RU224312U1 (ru) * 2023-12-27 2024-03-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого"(ФГАОУ ВО "СПбПУ") Устройство для управляемого формирования и подачи эшелона ксеноновых мишеней в камеру источника жесткого ультрафиолетового излучения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Glyavin et al. A point-like source of extreme ultraviolet radiation based on a discharge in a non-uniform gas flow, sustained by powerful gyrotron radiation of terahertz frequency band
EP1109427B1 (en) Method for emitting radiation for use in lithographic projection apparatus
JP6678714B2 (ja) 極端紫外光源
JP5448775B2 (ja) 極端紫外光源装置
Banine et al. Physical processes in EUV sources for microlithography
Abramov et al. Extreme-ultraviolet light source for lithography based on an expanding jet of dense xenon plasma supported by microwaves
US5577092A (en) Cluster beam targets for laser plasma extreme ultraviolet and soft x-ray sources
US6804327B2 (en) Method and apparatus for generating high output power gas discharge based source of extreme ultraviolet radiation and/or soft x-rays
JP5454881B2 (ja) 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法
JP6043789B2 (ja) レーザ生成プラズマ光源内の緩衝ガス流安定化のためのシステム及び方法
US8399867B2 (en) Extreme ultraviolet light source apparatus
JP5073146B2 (ja) Ｘ線発生方法および装置
US20080237498A1 (en) High-efficiency, low-debris short-wavelength light sources
WO2003085707A1 (fr) Source de lumiere d'uv extremes
JP2008508729A (ja) 無電極放電型極紫外線源
JP2001311799A (ja) 平版投影装置用の照射源
Rovige et al. Optimization and stabilization of a kilohertz laser-plasma accelerator
Sidorov Terahertz gas discharge: current progress and possible applications
WO2009140270A2 (en) System and method for light source employing laser-produced plasma
Ivanova Highly efficient tabletop X-ray laser at λ= 41.8 nm in Pd-like xenon pumped by optical-field ionization in a cluster jet
RU2633726C1 (ru) Устройство получения направленного экстремального ультрафиолетового излучения с длиной волны 11,2 нм ±1% для проекционной литографии высокого разрешения
Economou et al. Prospects for high‐brightness x‐ray sources for lithography
Boutu et al. Scaling of the generation of high-order harmonics in large gas media with focal length
US6654446B2 (en) Capillary discharge source
CN113179573A (zh) 一种极紫外和软x射线源的簇束产生方法与设备