Измерение конверсионной эффективности лазерно-плазменного источника для ЭУФ литографии на длине волны 11.2 nm с различными соплами
Российский научный фонд, 21-72-30029-П
Гусева В.Е.
1, Нечай А.Н.
1, Перекалов А.А.
1, Чхало Н.И.
11Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия

Email: perekalov@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 15 июня 2026 г.
В окончательной редакции: 15 июня 2026 г.
Принята к печати: 15 июня 2026 г.
Выставление онлайн: 14 июля 2026 г.
Описаны результаты измерения конверсионной эффективности для лазерно-плазменного источника ЭУФ излучения с газоструйной мишенью. Для формирования мишени использовалось истечение Xe струи в вакуум через конусные сопла, оснащенные импульсным клапаном. Формирование плазмы осуществлялось за счет сфокусированного излучения Nd:YAG-лазера с длительностью импульса 5.2 ns и энергией импульса 0.7 J. Плотность мощности излучения в области взаимодействия с мишенью составляла 1013 W/cm2. Измерение конверсионной эффективности источника проводилось в 2 % спектральной полосе на длине волны 11.2 nm для ряда сопел длиной 5 mm с различными диаметрами критического сечения и углами раскрыва конуса. Установлено, что вид зависимости конверсионной эффективности от давления газа для сопел с разным диаметром критического сечения различен. Для сопел с разным углом раскрыва конуса зависимости подобны и отличаются только по величине конверсионной эффективности. Наибольшая конверсионная эффективность зарегистрирована для сопла с диаметром критического сечения 250 μm, угол 7o, и составила 2.5 %. Ключевые слова: лазерная плазма, ЭУФ излучение, газоструйные мишени, конверсионная эффективность.
- M.V. Svechnikov, N.I. Chkhalo, S.A. Gusev, A.N. Nechay, D.E. Pariev, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, D.A. Tatarskiy, N.N. Salashchenko, F. Schafers, M.G. Sertsu, A. Sokolov, Y.A. Vainer, M.V. Zorina. Opt. Express, 26 (26), 33718 (2018)
- R.M. Smertin, N.I. Chkhalo, M.N. Drozdov, S.A. Garakhin, S.Yu. Zuev, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, P.A. Yunin. Opt. Express, 30 (26), 46749 (2022)
- S. Bajt. J. Vacuum Sci. Technol. A: Vacuum, Surfaces, Films, 18 (2), 557 (2000)
- M. Singh, J.J.M. Braat. Appl. Opt., 39 (13), 2189 (2000)
- Н.И. Чхало. Микроэлектроника, 53 (5), 375 (2024)
- П.С. Буторин, Ю.М. Задиранов, С.Ю. Зуев, С.Г. Калмыков, В.Н. Полковников, М.Э. Сасин, Н.И. Чхало. ЖТФ, 88 (10), 1554 (2018)
- S.G. Kalmykov, P.S. Butorin, M.E. Sasin. J. Appl. Phys., 126 (10), 103301 (2019)
- V.E. Guseva, A.N. Nechay, A.A. Perekalov, N.N. Salashchenko, N.I. Chkhalo. Appl. Phys. B, 129 (10), 155 (2023)
- V.E. Levashov, K.N. Mednikov, A.S. Pirozhkov, E.N. Ragozin. Quant. Electron, 36 (6), 549 (2006)
- R. Rakowski, A. Bartnik, H. Fiedorowicz, F. De Gaufridy De Dortan, R. Jarocki, J. Kostecki, P. Wachulak. Appl. Phys. B, 101 (4), 773 (2010)
- J. Holburg, M. Muller, K. Mann, S. Wieneke. J. Vacuum Sci. Technol. A: Vacuum, Surfaces, Films, 37 (3), 031303 (2019)
- S. Kranzusch, K. Mann. Opt. Сommun., 200 (1-6), 223 (2011)
- H. Fiedorowicz, A. Bartnik, R. Jarocki, J. Kostecki, J. Krzywinski, J. Miko ajczyk, M. Szczurek. J. Alloys Compounds, 401 (1-2), 99 (2005)
- K. Mann, J. Holburg, S. Lange, M. Muller, B. Schafer. Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography X.-SPIE, 10957, 305 (2019)
- R. de Bruijn, K. Koshelev, G. Kooijman, E.S. Toma, F. Bijkerk. J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 81 (1-4), 97 (2003)
- А.А. Перекалов, В.Е. Гусева, А.Н. Нечай, Н.И. Чхало, П.А. Вепрев, А.И. Артюхов. ЖТФ, 95 (5), 1639 (2025)
- С.С. Морозов, М.Ю. Знаменский, С.А. Гарахин, М.В. Зорина, Д.Г. Реунов, Б.А. Уласевич, Н.И. Чхало. ЖТФ, 95 (10), 1879 (2025)
- N.I. Chkhalo, S.V. Golubev, D. Mansfeld, N.N. Salashchenko, L.A. Sjmaenok, A.V. Vodopyanov. J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS, 11 (2), 021123 (2012)
- E.B. Saloman. J. Phys. Chem. Reference Data, 33 (3), 765 (2004)
- NIST Atomic Spectra Database. Gaithersburg, https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database (2009)
- H. Tanuma, H. Ohashi, S. Fujioka, H. Nishimura, A. Sasaki, K. Nishihara. J. Phys.: Conf. Ser., 58, 231 (2007).