Conversion efficiency of a laser-plasma source based on a Xe jet in the vicinity of a wavelength of 11 nm

Abstract

We optimized the parameters of a laser-produced plasma source based on a solid-state Nd: YAG laser (λ = 1.06 nm, pulse duration 4 ns, energy per pulse up to 500 mJ, repetition rate 10 Hz, lens focus distance 45 mm, maximum power density of laser radiation in focus 9 × 1011 W/cm2) and a double-stream Xe/He gas jet to obtain a maximum of radiation intensity around 11 nm wavelength. It was shown that the key factor determining the ionization composition of the plasma is the jet density. With the decreased density, the ionization composition shifts toward a smaller degree of ionization, which leads to an increase in emission peak intensity around 11 nm. We attribute the dominant spectral feature centred near 11 nm originating from an unidentified 4d-4f transition array in Xe+10…+13 ions. The exact position of the peak and the bandwidth of the emission line were determined. We measured the dependence of the conversion efficiency of laser energy into an EUV in-band energy with a peak at 10.82 nm from the xenon pressure and the distance between the nozzle and the laser focus. The maximum conversion efficiency (CE) into the spectral band of 10–12 nm measured at a distance between the nozzle and the laser beam focus of 0.5 mm was CE = 4.25 ± 0.30%. The conversion efficiencies of the source in-bands of 5 and 12 mirror systems at two wavelengths of 10.8 and 11.2 nm have been evaluated; these efficiencies may be interesting for beyond extreme ultraviolet lithography.

Эмиссионные спектры тяжелых инертных газов Kr, Xe в диапазоне 3-20 nm при импульсном лазерном возбуждении с использованием различных газовых струй в качестве мишеней

“…Исследование ксенона в качестве мишени лазерноплазменного источника излучения в МР и ЭУФ диапазоне проводилось в очень большом числе работ, например [13,14,19,20]. Как правило, в подобных исследованиях основное внимание уделялось полосе (unresolved transition arrays, UTA) в области ∼ 10.5 nm.…”

Многослойные зеркала Ru/Sr для спектрального диапазона 9-12 nm

“…На данном этапе развития технологии активно обсуждается возможность перехода к литографии с длиной волны короче 13.5 nm [3,4]. В диапазоне 10−11 nm лежат максимумы излучения криптоновой и ксеноновой плазмы [5,6]. Продвижение технологии проекционной литографии в этот диапазон сдерживается отсутствием достаточных (порядка 60%) коэффициентов отражения МЗ.…”

Измерение Геометрических Параметров Мощного ИК Лазерного Луча В Прифокальной Области Для Применений В Лазерно-Плазменном Источнике Коротковолнового Излучения

“…Предложение [5] о разработке варианта литографии на длине волны λ = 11.2 nm с Be-содержащими интерференционными зеркалами [6,7] инициировало новую волну интереса к источнику с лазерной Xe-плазмой, поскольку интенсивность его излучения на " новой" длине волны ожидается примерно на порядок более высокой, чем на λ = 13.5 nm. Первые экспериментальные исследования такого источника с λ = 11.2 nm были опубликованы в [8][9][10][11].…”