双激光脉冲打靶形成Gd等离子体的极紫外光谱辐射

• 作者: 谢卓 温智琳 司明奇 窦银萍 宋晓伟 林景全
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 极紫外光源 双脉冲 激光Gd等离子体 光谱效率
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 气体、等离子体和放电物理|PHYSICS OF GASES,PLASMAS,AND ELECTRIC DISCHARGES
• 页码范围: 207-214
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211450

摘要

高端芯片制造所需要的极紫外光刻技术位于我国当前面临35项"卡脖子"关键核心技术之首.高转换效率的极紫外光源是极紫外光刻系统的重要组成部分.本文通过采用双激光脉冲打靶技术实现较强的6.7 nm极紫外光输出.首先,理论计算Gd18+—G d 27+离子最外层4d壳层的4p-4d和4d-4f能级之间跃迁、以及Gd14+—G d 17+离子最外层4f壳层的4d-4f能级之间跃迁对波长为6.7 nm附近极紫外光的贡献.其后开展实验研究,结果表明,随着双脉冲之间延时的逐渐增加,波长为6.7 nm附近的极紫外光辐射强度呈现先减弱、后增加、之后再减弱的变化趋势,在双脉冲延时为100 ns处产生的极紫外光辐射最强.并且,在延时为100 ns处产生的光谱效率最高,相比于单脉冲激光产生的光谱效率提升了33％.此外,发现双激光脉冲打靶技术可以有效地减弱等离子体的自吸收效应,获得的6.7 nm附近极紫外光谱宽度均小于单激光脉冲打靶的情形,且在脉冲延时为30 ns时刻所产生的光谱宽度最窄,约为单独主脉冲产生极紫外光谱宽度的1/3.同时,Gd极紫外光谱的变窄提高了波长为6.7 nm(0.6％带内)附近的光谱利用效率.