为促进极紫外光源在世界科学前沿、国民经济主战场、信息与人工智能等领域中的全面发展,《中国激光》于2024第7期(4月)出版
“极紫外光源及应用”专题
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专题封面来自
广东大湾区空天信息研究院玄洪文研究员课题组
的特邀研究论文。他们与华中科技大学等单位合作,搭建了一套
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激光诱导放电产生锡等离子体的实验装置,对产生的极紫外光谱进行收集探测,并结合辐射磁流体动力学模拟对极紫外的辐射特性进行了分析。
随着半导体工业的发展,光刻分辨率限制了极大规模集成电路制造集成度的进一步提升。在采用193 nm光刻技术实现32 nm甚至22 nm节点后,光刻技术的发展遇到了瓶颈。
为了进一步减小芯片的特征尺寸,采用更短波长的极紫外(EUV)光刻技术应运而生。
EUV光刻目前采用13.5 nm(2%带宽)波长极紫外光作为曝光光源,这是综合考虑靶材利用率、光谱纯度、极紫外转化效率等因素最终选定的波长。其中,锡已经成为EUV光源最主要的靶材。激光等离子体(LPP)和激光诱导放电等离子体(LDP)是产生EUV光源最主要的两种技术手段,分别通过不同能量注入的方式使得固体锡靶气化、电离,从而产生小尺寸、高温、高密度的等离子体,电子和高价锡离子进而频繁碰撞辐射产生EUV。近年来虽然LDP技术在曝光光源中的应用逐步被LPP 技术取代,但LDP 结构简单、成本低,可以直接将电能转换成等离子体,具有较高的能量利用效率,在掩模检测、显微成像、光谱计量等方面已有重要应用。LDP技术有自身独特的物理机制,相关的理论和实验研究尚待发掘,激光脉冲、放电脉冲的参数及其延时等如何优化,还有很多物理和技术问题需要深入研究。
广东大湾区空天信息研究院玄洪文课题组与华中科技大学、俄罗斯研究中心库恰托夫研究所等
联合研究,搭建了一套激光诱导放电等离子体极紫外辐射特性研究的实验装置,如图1所示。采用脉冲CO
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激光波聚焦后轰击旋转圆盘锡靶,诱导电极间击穿,探测回路的放电特性以及光源的极紫外辐射特性。