Modeling of radiative properties of Sn plasmas for extreme-ultraviolet source

EUV光源用Snプラズマの輻射特性のモデリング

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

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

半導体露光技術用のEUV光源のためのSnプラズマの原子過程の研究を行った。Snの原子モデルをHULLACコードによって計算した原子データをもとに構築した。EUV発光に寄与するSnイオンの共鳴線,サテライト線を同定した。5価から13価までのイオンの4-4, 4-4遷移の波長を、電荷交換分光法との比較,EUV光源の発光スペクトルや、オパシティ計測の結果との比較により検証した。開発したモデルは、典型的なEUV光源の発光スペクトルをよく再現することを確認した。発光に寄与するイオン種とその励起状態をすべて取り入れた衝突輻射モデルを構築し、輻射流体シミュレーションで用いる、プラズマの輻射放出・吸収係数の計算を行った。

Atomic processes in Sn plasmas are investigated for application to extreme-ultraviolet (EUV) light sources used in microlithography. An atomic model of Sn is developed on the basis of calculated atomic data using the Hebrew University Lawrence Livermore Atomic Code (HULLAC). Resonance and satellite lines from singly and multiply excited states of Sn ions are identified. The wavelengths of the 4-4 + 4-4 transitions of Sn to Sn are investigated. Results of calculation are compared with those of the charge exchange spectroscopy, measurement of the emission spectrum of the laser produced plasma EUV source, and the opacity measurement of a radiatively heated Sn sample. A reasonable agreement is observed between calculated and experimental EUV emission spectra. The spectral emissivity and opacity of Sn plasmas are calculated using a full collisional radiative (CR) model as a function of electron temperature and ion density.