Сделан важный шаг на пути создания архитектуры промышленного рентгеновского литографа. В Институте физики микроструктур РАН — филиале Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова (ИПФ РАН) создан уникальный стенд, который является прототипом лазерно-плазменного источника рентгеновского литографа нового поколения на длину волны 11,2 нм

Экспериментальный стенд предназначен для тестирования ключевых элементов и систем будущего лазерно-плазменного источника и включает в себя основные узлы демоисточника будущего литографа:

сверхзвуковое сопло с системами подачи, контроля и откачки ксенона, твердотельный лазер с системой фокусировки излучения, коллектор рентгеновского излучения.

Стенд также оснащен ключевыми диагностиками для исследования параметров источника рентгеновского излучения: зеркальный брэговский спектрометр, высокоразрешающий спектрограф, квантометр, система ленгмюровских зондов и рентгеновский микроскоп.

Теоретическое обоснование лазерно-плазменного источника с ксеноновой мишенью разработано в Отделении физики плазмы и электроники больших мощностей ИПФ РАН.

В ходе экспериментальных исследований на стенде получены следующие результаты:

реализован разряд с размером излучающей области 150×400 мкм, достигнут коэффициент конверсии лазерного излучения в рентгеновское около 3%, что уже достаточно для практического использования на промышленном рентгеновском литографе.

Достигнутый коэффициент конверсии лазерного излучения в рентгеновское сопоставим с 7,5%, полученным путем моделирования идеализированных сценариев горения плазмы

Зависимость коэффициента конверсии от энергии и длительности лазерного импульса

В ходе экспериментов было показано, что ксеноновый источник не производит потока высокоэнергетичных ионов, разрушающих коллектор (в отличие от оловянного источника, используемого в литографах ASML). Впервые продемонстрирована высокая эффективность конверсии мощности лазерного излучения в рентгеновское при работе с непрерывной ксеноновой струей, что доказывает возможность применения мультикиловаттного лазера. Специально для этой демоустановки в ИПФ РАН создается твердотельный лазер с диодной накачкой на основе кристаллов иттрий-алюминиевого граната, легированного иттербием (Yb:YAG), с параметрами лазерного импульса, обеспечивающими максимальную эффективность конверсии мощности лазерного излучения в рентгеновское на рабочей длине волны литографа. Этот лазер заменит используемый в настоящее время на стенде маломощный коммерческий лазер и сделает возможным проведение ресурсных испытаний, необходимых для разработки лазерно-плазменного источника, таких как время жизни сопла, загрязнение и деградация коллектора, а также моделирование параметров источника, необходимого для промышленного литографа.

Информация и фото предоставлены пресс-службой ИПФ РАН

Источник фото: ИФМ РАН

Разместила:Наталья Сафронова