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다가이온을 사용한 플라스마 광원

전문가 제언: ○ 다가이온을 사용한 광원은 실험실에는 이전부터 사용되고 있으나, 상업용기에는 여기용 레이저, 타깃공급기술, 부스러기라고 칭하는 비산입자에 의한 오염 등의 여러 가지의 문제가 미해결 중에 있다. 반도체 리소그래피용 EUV광원의 연구개발을 통하여 플라스마중의 원자과정, 복사수송이 해명되는 것과 함께 레이저, 타깃기술이 진보하여 처음으로 실용화의 가능성이 명백하게 되었다.

○ 일본 Himeji 공업대학 고도산업과학기술연구소의 Mochisuchi Takasian 교수 등은, 레이저플라스마 X선을 이용한 극자외선(EUV)광원장치를 개발했다. 초저온으로 처리한 타깃재료의 회전 공급 장치를 고안한 것이 이번 개발의 핵심이다. 50㎚ 이하의 선폭에 대응한 차세대 석판 인쇄나 가공기의 고출력·고휘도광원으로 응용할 수 있다. 연구팀은 액체와 고체 타입의 타깃공급 장치 시제품을 곧 개발할 것이라 기대된다.

– 이 장치는 타깃재료공급 장치와 레이저 발생장치 및 광학계로 구성된다. 펄스 레이저광을 타깃으로 조사하여 타깃을 플라스마로 만들어 생성된 레이저플라스마X선(LPX)을 집광한다. LPX는 방사광과 비교해 장치 크기가 소형이기 때문에 가스방전과 대등한 EUV광원으로 기대된다.

○ 연구팀은 Xe을 냉동시켜 액화, 고체화한 냉동타깃을 채용했다. 이것을 냉각한 회전식의 저온 로터에 도입해, 표면에 효율적으로 부착하여, 두께가 300㎛로부터 500㎛가 된 시점에서, 레이저를 조사해 X선을 얻는 구조이다. 로터를 회전시키는 것으로 연속발생이 가능하게 되어, 고출력 EUV를 발생시킬 수 있다.

– 또 액체의 경우는 특수한 노즐로 공급한다. Xe은 화학적으로 불활성이고, 타깃재가 파편이 되어 광학계에 부착될 염려도 없다. 또 이온 밀도가 높기 때문에, 레이저로부터 X선으로 에너지 변환 효율도 높다.

저자: TANUMA Hajime, SASAKI Akira
자료유형: 학술정보