Gd靶極紫外光源的等離子體特性研究.pdf

1、激光Gd等離子體由于其體積小，亮度高，并且能在6.7nm附近產(chǎn)生強烈的極紫外帶內(nèi)輻射等優(yōu)點而成為下一代亞10nm極紫外光刻的理想光源。但是，目前激光Gd材料等離子體極紫外光源的許多方面還有待改善。首先光源輻射光譜所對應(yīng)的光刻系統(tǒng)用極紫外多層膜集光鏡帶內(nèi)輻射的效率還有待提高，其次激光Gd等離子體光源在發(fā)射出強帶內(nèi)輻射同時還伴隨著較強的離帶輻射，這些離帶輻射會嚴(yán)重影響極紫外光的收集效率以及光刻的分辨率。再者，光源的等離子體碎屑產(chǎn)生量還需要大

2、幅度的抑制。光源的這些性質(zhì)，都與激光打靶時形成等離子體的動力學(xué)特性密切相關(guān)。據(jù)此，我們對Gd靶極紫外光源的等離子體特性進行了一系列研究。
　　本文首先利用波長為1064nm的納秒脈沖激光輻照金屬Gd靶以及Gd納米粒子摻雜玻璃靶兩種靶的形式，對兩種形式靶所產(chǎn)生等離子體的極紫外帶內(nèi)、外輻射特性進行了研究。結(jié)果表明，光源極紫外輻射所對應(yīng)的帶內(nèi)輻射主要是由Gd17+—Gd25+范圍內(nèi)的離子發(fā)生4d—4f和4p—4d躍遷所產(chǎn)生的不可分辨躍遷

3、陣列所造成的，而極紫外離帶輻射主要是由于連續(xù)輻射譜構(gòu)成。研究發(fā)現(xiàn)運用摻雜后的低密度靶材能夠有效提高極紫外帶內(nèi)輻射的光譜純度并且能夠較小離帶輻射的產(chǎn)生。為了更好的研究激光Gd等離子體的特性，論文進一步對比研究了兩種靶材形成等離子體的演化特性。利用光譜法對Gd納米粒子摻雜低密度玻璃靶所形成光源的等離子體電子溫度和電子密度進行了時空分辨研究。實驗結(jié)果表明，在打靶結(jié)束125ns時，距靶面6mm位置處等離子體的電子溫度約為4eV，電子密度約為1.