Технология литографии в области экстремального ультрафиолетового излучения (Extreme ultraviolet, EUV) является весьма перспективной для полупроводниковой индустрии, где она может использоваться для формирования интегрированных электронных схем по технологии 22 нм. Чтобы сформировать световую волну (с длиной волны 13,5 нм), применяемую в этой технологии, наиболее распространенная методика предлагает использовать пульсирующий инфракрасный лазер на основе углекислого газа, а также последующее преобразование частоты. Лазер ионизирует «мишень», формируя плазму, спектр излучения которой находится в экстремальной ультрафиолетовой области.
Однако в результате излучение инфракрасного лазер все же является доминирующим. Около 90% этого излучения рассеивается еще до промежуточного фокуса (точки выхода EUV-излучения). Но существенная практическая проблема заключается в том, что нагревание внутри прибора, вызванное этим «паразитным» инфракрасным излучением, приводит к тепловой деформации оптических компонент, расположенных до промежуточного фокуса. Соответственно, в источниках экстремального ультрафиолетового излучения, включающих в себя в качестве одной из компонент лазер на основе углекислого газа, необходимы спектральные фильтры, которые с одной стороны противостояли бы высоким тепловым нагрузкам инфракрасного спектра, а с другой – проводили бы экстремальное ультрафиолетовое излучение практически без потерь.
Научные группы со всего мира предлагали решить эту проблему по-разному. Разработаны всевозможные схемы сеточных фильтров, зеркала, слабо отражающие в инфракрасном диапазоне и т.п. Все эти фильтры отлично справляются с подавлением инфракрасного излучения, но, к сожалению, достаточно слабо проводят экстремальный ультрафиолет.
Группа ученых из США предложила альтернативную технологию. В своих экспериментах они использовали адсорбирующий инфракрасное излучение газ: «нежелательные» фотоны поглощаются непрерывным потоком газовых молекул, проходящим через полученный луч. Помимо доказанной работой ученых эффективности метода, такая простая схема эксперимента позволяет избежать сложностей, связанных с производством подобного фильтра.
Исследовательская работа ученых заключалась в поиске газа, который обеспечил бы максимальное поглощение инфракрасного излучения за счет наличия колебательных мод нужной частоты (совпадающей с частотой излучения используемого газового лазера). И один из достойных кандидатов на эту роль – гексафторид серы (SF6), одна из колебательных мод которого возбуждается лазерным излучением CO2. Учитывая, что оптические компоненты могут быть повреждены гексафторидом серы, взаимодействующим с высокоэнергетическими фотонами экстремального ультрафиолета, схема эксперимента была доработана таким образом, чтобы разграничить области расположения оптических элементов и фильтрующего газа.
Применимыми в данном случае могут оказаться и инертные газы (гелий, неон и аргон), проводящие более 90% экстремального ультрафиолета. Вероятным усовершенствованием методики может быть использование плазмы инертного газа с низкой плотностью. Группа планирует продолжить работу в этом направлении.
