Atomic modeling of the plasma EUV sources

EUV光源の理論モデルの開発

佐々木 明; 砂原 淳*; 古河 裕之*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 田沼 肇*

Sasaki, Akira; Sunahara, Atsushi*; Furukawa, Hiroyuki*; Nishihara, Katsunobu*; Nishikawa, Takeshi*; Koike, Fumihiro*; Tanuma, Hajime*

EUV光源を次世代半導体リソグラフィ技術に応用することを目的とし、その高出力,高効率化を実現するために、媒質プラズマの輻射特性の研究を行っている。Hullacコードによって理論的に求められた原子データをもとに原子モデルの構築を行った。そして、モデルを実験的な発光,吸収スペクトルと比較して検証した。発光線波長を正確に求めることと、サテライト線の寄与の考慮を通じ、モデルの改良を行った。輻射流体シミュレーションを行った結果、発光線波長の原子番号依存性より、Snが以前考えられていたXeよりも優れた媒質であることを明らかにした。またCOレーザーを励起源として用いると、プラズマが低密度化し、発光線の線幅が狭まる結果、高効率が得られることを示した。

We study the radiative properties of the EUV source to address conditions to achieve an output power and efficiency required for its application to the next generation microlithography. An atomic model is developed based on the atomic data calculated by Hullac code, which is validated through detailed comparisons with experimental emission and a absorption spectra. The atomic model is improved with respect to the wavelength of the strong emission lines, and the number of satellite channels taken into account. As a result, the radiation hydrodynamics model is shown to successfully reproduce the experiments. We show Sn plasma is more efficient than Xe plasma because of the atomic number dependence of the emission wavelength, and the use of CO lasers as a pumping source has an advantage to reduce satellite contribution and to have narrower emission spectrum to obtain higher conversion efficiency.