內(nèi)徑7mm毛細管放電Xe離子極紫外光譜及時間特性研究.pdf

1、極紫外光刻技術(shù)采用13.5nm的極紫外光作為曝光光源,成為下一代主流光刻技術(shù)之一,而極紫外光源是提供13.5nm輻射光輸出的關(guān)鍵部分。在采用毛細管放電機制中,還沒有人采用>6mm內(nèi)徑毛細管進行過放電實驗研究,采用大內(nèi)徑毛細管進行放電實驗既可以減少對毛細管內(nèi)壁的燒蝕,又可以提高輻射光的收集效率。本論文基于7mm內(nèi)徑毛細管進行放電獲得了XeXI價離子13.5nm極紫外輻射,研究了Xe氣流量和主脈沖電流幅值對Xe介質(zhì)譜線的影響,對比分析了預脈

2、沖放電對Xe介質(zhì)輻射特性的影響,最后探討了Xe介質(zhì)13.5nm輻射光的時間變化特性。
　　首先介紹放電等離子體極紫外光源實驗裝置,闡述各部分結(jié)構(gòu)的主要工作原理,繼而介紹毛細管放電等離子體箍縮的一些基本理論,包括Z箍縮效應、雪耙模型理論。理論模擬了等離子體軸向箍縮時間變化特性,最后計算了Xe各價離子分布百分比隨電子溫度的變化關(guān)系。
　　研究了預主脈沖聯(lián)合放電時Xe氣流量和主脈沖電流幅值對XeIX、XeX、XeXI和XeXII價

3、離子譜線強度的影響研究,對比主脈沖單獨放電與預主脈沖聯(lián)合放電分析預脈沖放電對Xe介質(zhì)輻射特性的影響。在預主脈沖聯(lián)合放電時,發(fā)現(xiàn)隨著Xe氣流量的逐漸增加,XeIX、XeX、XeXI和XeXII價離子譜線強度都呈現(xiàn)先增強再減弱的變化趨勢,并且各價離子譜線分別在氣體流量達到一定值時譜線強度達到最強。同時都(XeIX除外)分別存在一個極限氣體流量值,當達到這個流量值時相應價態(tài)的離子譜線完全消失,隨著離子價態(tài)的升高此極限氣體流量值降低。實驗結(jié)果還

4、表明隨著主脈沖電流幅值的增加,XeIX、XeX、XeXI和XeXII價離子譜線強度都呈現(xiàn)逐漸增強的變化趨勢,譜線整體強度也呈現(xiàn)增強的趨勢。在主脈沖電源單獨放電與預主脈沖電源聯(lián)合放電實驗中,發(fā)現(xiàn)預脈沖放電雖然對Xe各高價離子譜線強度變化沒有明顯影響,但提高了氣體擊穿穩(wěn)定性,提高了工作氣體擊穿范圍,同時縮短了氣體擊穿的延時時間。
　　在獲得了13.5nm輻射光譜的基礎(chǔ)上,研究了13.5nm輻射光的時間變化特性。首先討論了主脈沖電流幅值

5、對13.5nm輻射光的時間變化特性研究,然后討論了氣體流量對13.5nm輻射光的時間變化特性的影響。在主脈沖電流幅值對13.5nm輻射光的時間特性影響研究中發(fā)現(xiàn),隨著主脈沖電流幅值的增加,13.5nm(2％帶寬)輻射信號所覆蓋的面積逐漸變大,也就是產(chǎn)生的13.5nm輻射光的強度變強,13.5nm(2%帶寬)輻射信號的兩個峰值也逐漸變大,并且第一個峰出現(xiàn)的位置隨著主脈沖電流幅值的增加逐漸提前。在氣體流量對13.5nm輻射光的時間特性影響研