оптимизация положения собирающего зеркала в плазменных

Особенности формирования ЭУФ-излучения при оптимизации расположения
собирающего зеркала в плазменных источниках
Григоренко А.В. (научный руководитель доц. Целуйко А.Ф)
Особливості формування ЕУФ-випромінювання при отимізації розташування
збираючого дзеркала у плазмових джерелах
Григоренко О.В. (науковий керівник доц. Целуйко О.Ф)
Одним из главных направлений в области нано-технологий является интенсивная
разработка мощных плазменных источников излучения в диапазоне экстремального
ультрафиолета для производства изделий нано-электроники. Однако низкий коэффициент
конверсии подводимой энергии в энергию излучения (предельный коэффициент
конверсии ограничен величиной 2,6%) и невозможность (ввиду конструктивных
особенностей) собрать первым коллекторным зеркалом все излучение плазмы приводят к
тому, что потребляемая мощность современных плазменных источников доходит до
500 кВт! На пути увеличения эффективности таких систем задачу можно свести к
увеличению мощности излучения, собираемого первым зеркалом без повышения
мощности, вкладываемой в разряд. И здесь, используя плазменные источники с
направленным излучением [1], за счет оптимизации расположения первого зеркала,
можно собрать больше излучения плазмы в одинаковый телесный угол при одинаковой
подводимой к источнику электрической энергии.
Работа связана с поиском оптимального расположения первого собирающего зеркала в
плазменных источниках экстремально ультрафиолетового излучения. В работе
исследуется угловое распределение потока излучения в зависимости от коэффициента
направленности излучения  = j / j точечного плазменного источника. (Здесь j –
плотность потока излучения в продольном, а j – в поперечном направлениях.) В
расчетах принята эллиптическая диаграмма направленности излучения.
Аналитически и численными методами были рассчитаны зависимости величины
телесного угла сбора 50% излучения от коэффициента направленности . Показано, что
даже в случае сильной продольной направленности излучения (  ~ 100),основная доля
излучения уходит в поперечном направлении. Поэтому если в силу конструктивных
особенностей невозможно собрать все излучение, то для увеличения эффективности
следует выбирать плазменные источники с поперечной направленностью излучения, а
первое собирающее зеркало должно охватывать плазму сбоку.
Была проведена оценка конструкции нанолитографа SoCoMo [2], созданного группой
XTREME technologies and EUVA Gotemba teams. Показано, что в случае бокового, а не
фронтального (как в нанолитографе SoCoMo) расположении первого фокусирующего
зеркала с той же поверхностью, но при наличии поперечной направленности излучения
(которая достигается незначительным изменением конструкции плазменного источника)
может быть получен значительный выигрыш в выходной мощности излучения. Так, при
 = 0,5 выходная мощность возрастает на 45%, а при α = 0,2 – в 2,4 раза. Это серьезный
выигрыш, если учесть, что подводимая в системе SoCoMo мощность приближается к
500 кВт.
1. Tseluyko A.F., Lazuryk V.T, Ryabchikov D.L. et. all. The Dynamics and Directions of
Extreme Ultraviolet Radiation from Plasma of the High-Current Pulse Diode. // Problems of
Atomic Science and Technology, Series: plasma physics (15).– 2009.– V.1 (59).– P.165-167
2. Masaki Yoshioka, Yusuke Teramoto, Peter Zink, Guido Schriever, Gota Niimi, Marc
Corthout. Tin DPP Source Collector Module (SoCoMo): Status of Beta products and HVM
developments. // Proc. of SPIE.– 2010.– Vol.7636.– P.763610-1–12