Sn和SnO2靶激光等離子體特性的研究.pdf

1、波長13.5 nm的極端紫外光刻（EUVL）作為傳統(tǒng)光刻技術(shù)的延續(xù)，被廣泛認為是下一代最有前景的光刻技術(shù)（NGL）之一。激光等離子體光源（LPP）具有較高的轉(zhuǎn)換效率，低碎屑，光源尺寸小等優(yōu)點，因此被認為是實現(xiàn)極紫外光刻光源最有潛力的光源方案。隨著極紫外光刻的不斷推進，用于計量的極紫外光源的研究也具有重要的價值。選取合適的靶材與驅(qū)動激光是提高激光等離子體極紫外光源的轉(zhuǎn)換效率以及降低碎屑的關(guān)鍵。
　　本論文比較研究了不同波長激光作用下

2、Sn和SnO2靶的等離子體碎屑以及極紫外輻射特性；磁場及預脈沖激光作用下Sn靶等離子體及其極紫外輻射特性。
　　首先，系統(tǒng)研究了脈沖CO2激光和Nd：YAG激光分別作用Sn靶和陶瓷SnO2靶材產(chǎn)生的等離子體動力學特性及極紫外輻射特性。主要包括：基于直接成像法和離子飛行時間譜的方法，對等離子體羽輝膨脹及離子碎屑進行了研究，利用ICCD相機采集了CO2激光和Nd:YAG激光Sn和SnO2等離子體羽輝的膨脹過程，并獲得了Sn和SnO2等

3、離子體羽輝膨脹的邊界及膨脹速度的時間分辨特性。比較了CO2激光和Nd:YAG激光作用Sn和SnO2靶材產(chǎn)生的離子角向分布特性、離子動能的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SnO2陶瓷靶等離子體的離子碎屑動能較高。并對Nd:YAG激光Sn和SnO2等離子體離子飛行時間譜進行了Shifted Maxwell–Boltzmann分布擬合，得出了Sn和SnO2等離子體離子溫度、等離子體平均運動速度等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)與實驗數(shù)據(jù)結(jié)果吻合的較好。采用發(fā)射光譜法對激光Sn和S

4、nO2等離子體進行了診斷，發(fā)現(xiàn)同種激光作用下，SnO2等離子體的電子溫度和電子密度較大。同種靶材下，Nd：YAG激光等離子體的電子溫度和電子密度較大。
　　其次，在等離子體極紫外輻射特性部分，采用掠入射平焦場光柵光譜儀，測量了不同激光分別誘導Sn和SnO2靶產(chǎn)生的極紫外輻射譜，并通過極紫外輻射譜，計算了CO2激光和Nd:YAG激光作用下Sn和SnO2靶的極紫外轉(zhuǎn)換效率，發(fā)現(xiàn)SnO2等離子體極紫外輻射的效率較低。并利用Beer-La

5、mbert定律，對極紫外硅光電二極管測量Sn和SnO2靶產(chǎn)生的極紫外輻射的時間、空間分布特性進行了比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)長脈沖的CO2激光極紫外輻射的持續(xù)時間較長，且空間分布較均勻。
　　最后，研究了磁場作用以及預脈沖激光Sn等離子體動力學特性以及極紫外輻射特性。引入0.6 T橫向磁場，使用Nd：YAG激光誘導Sn靶產(chǎn)生等離子體，比較了有無磁場兩種情況下，Sn等離子體的離子碎屑、時間分辨光譜特性以及極紫外輻射特性，詳細分析了磁場對離子碎屑