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차세대 리소그래피 빛샘 발생을 위한 플라스마 집속장치의 아르곤 아크 플라스마의 방출 스펙트럼 진단
Emission spectroscopic diagnostics of argon arc Plasma in Plasma focus device for advanced lithography light source 원문보기

韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society, v.15 no.6, 2006년, pp.581 - 586  

홍영준 (광운대학교 전자물리학과) ,  문민욱 (광운대학교 전자물리학과) ,  이수범 (광운대학교 전자물리학과) ,  오필용 (광운대학교 전자물리학과) ,  송기백 (광운대학교 전자물리학과) ,  홍병희 (광운대학교 전자물리학과) ,  서윤호 (광운대학교 전자물리학과) ,  이원주 (삼성 SDI) ,  신희명 (광운대학교 전자물리학과) ,  최은하 (광운대학교 전자물리학과)

초록
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차세대 리소그래피 기술인 극자외선(EUV : Extreme Ultraviolet) 빛샘 연구의 기초단계로써, 동축타입의 전극구조가 설치된 다이오드 챔버를 통해 Ar 플라스마를 생성하였으며, 방출 분광기술(emission spectroscopy)를 이용하여 방출된 가시광선 영역의 빛을 조사하였다. 장치의 입력 전압을 0.5kV씩 변화를 주어 $2\sim3.5kV$까지 인가를 했으며 이극챔버의 최적 압력인 330mTorr 일 때 각 전압에 따른 방출 분광선 데이터를 얻었다. 이때 Ar I과 Ar II 방출선을 관측하였으며 국소적인 열적평형 (LTE ; Local Thermodynamic Equilibrium) 상태의 가정 하에 볼츠만 도표(Boltzmann plot)와 사하(Saha) 방정식을 이용해 Ar I 및 Ar II의 전자온도와 이온 밀도를 각각 계산하였다. 각 입력전압에 대해 이온밀도는 Ar I과 Ar II에서 각각 $\sim10^{15}/cc$ 및 $\sim10^{13}/cc$의 값으로 계산되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We have generated the argon plasma in the diode chamber based on the established coaxial electrode type and investigated the emitted visible light for emission spectroscopy. We applied various voltages $2\sim3.5kV$ to the device by 0.5kV, and obtained the emission spectrum data for the fo...

주제어

#극자외선   #리소그래피   #플라스마 집속   #방출 스펙트럼   #볼츠만 도표  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이 빛을 방줄 시키는 데 필요한 에너지는 81 eV로 알려져 있다.[6] 본 실험의 목표는 고밀도의 플라스마를 형성시키는 것이며 이때 발생되는 플라스마를 진단하여 전자온도와 이온밀도를 계산하는 것이다. 이것을 구하기 위해서는 Ar 기체방전 시 방출되는 스펙트럼 데이터가 필요하다.
  • 본 연구실에서는 이 방전 플라스마 기술을 채택하고 있으며 그림 1과 같은 장치를 통해 고밀도 플라스마 집속단계로 가기 위한 기초 진단기술을 연구하고 있다. 플라스마 방전 현상을 관찰할 수 있는 다이오드 챔버 안의 Ar 기체를 방전시켜 국소적인 열적 평형상태의 가정에 의해 전자온도와 이온밀도를 진단하였다.

가설 설정

  • 99 eV로 가장 낮은 수치를 보였다. 국소적인 열적평형 상태에 있다고 가정 하였 으므로 Ar 플라스마의 전자온도와 이 온 온도는 국소적으로 같다. 이 정보를 이용하여 사하 방정식으로 이온 밀도를 계산하였다.
  • 열적 평형상태의 들뜬 에너지 레벨의 기체 개수는 볼츠만 분포를 따른다고 가정하였다. 빛의 세기는 이 들뜬 기체의 개수에 비례하며 상위 에너지 준위에서 하위 에너지 준위로 떨어질 때 방출되는 광자의 에너지 및 천이되 는 확률에 비 례 한다.
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참고문헌 (11)

  1. John E. Bjorkholm, 'EUV Lithography-The Succesor to Optical Lithography?', pp. 1 

  2. 디지털 타임스 2005. 08. 22, 전자신문 2005. 07. 20 

  3. Prashant Singh Sankhla, 'Extreme Ultraviolet Lithography-Imaging the Future', pp. 3 

  4. 배일한, '미, 유럽 반도체업체들 '차세대 칩 개발' 컨소시엄 구성', 전자신문 2005. 07. 20 

  5. Rainer Lebert, Klaus Bergmann, Larissa Juschkin, Oliver Rosier, Willi Neff, 'Comparison of Different Source Concepts for EUVL', pp. 6-7 

  6. IIgor Fomenkov, William Partlo, Daniel Birx, 'Characterization of a 13.5nm Source for EUV Lithography based on a Dense Plasma Focus and Lithium Emission', Sematech International Workshop on Extreme Ultraviolet Lithography (1999) 

  7. R. Kenneth Marcus, 'Glow Discharge Spectroscopies' (Plenum Press 1993), pp. 115-116 

  8. 이수범, 문민욱, 오필용, 송기백, 임정은, 홍영준, 이원주, 최은하, 한국진공학회지 15, 380 (2006) 

    원문보기 상세보기

  9. Daniel L. Flamm, 'Plasma Diagnostics' (Academic Press 1989), Vol. 1, pp. 379-380 

  10. Francis F. Chen, 'Introduction to Plasma Physics' (Plenum Press, 1977), pp. 1-3 

  11. Hans R. Griem, 'Plasma Spectroscopy' (McGraw-Hill 1964), pp. 148 

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