锡颗粒与极紫外光刻钌镜的掠入射相互作用

用于22纳米节点集成电路大规模量产的新型极紫外光刻工具采用波长为λ=13.5纳米的极紫外辐射。高功率激光等离子体和放电等离子体极紫外光源基于锡等离子体，以实现电能到带内辐射的最佳转换。以锡为燃料的光源会发射出能量谱相当宽的碎片，如锡颗粒：从热化锡到数十千电子伏的快速离子。锡与面向高功率极紫外光源的收集镜表面的相互作用会导致光刻工具光学性能和生产率的下降，因此必须抑制碎片，并且必须从理论和实验两方面仔细研究粒子辐照过程中镜面材料的表面改性。对于放电等离子体锡燃料光源，收集镜是一种掠入射镜，可在约1°至20°的掠射角范围内反射极紫外光。这些收集镜最常用的材料是钌。了解不同能量和角度的锡粒子与钌镜的相互作用过程，对于理解镜面退化以及调整光源和碎片抑制装置的参数以达到最佳镜面寿命至关重要。我们研究了在掠入射条件下，同时受到热化和高能锡通量作用的钌表面的改性，能量范围从300电子伏到30千电子伏。计算研究采用基于二元碰撞近似假设的蒙特卡罗代码TRIDYN和TRIM.SP进行。这些工具允许动态和稳态地跟踪表面成分的演变，并对表面结合能和密度进行建模，以预测溅射、反射、离子辅助沉积以及纳米级表面区域的深度分布。