Fabrication of the Plasma Focus Device for Advanced Lithography Light Source and Its Electro Optical Characteristics in Argon Arc Plasma

In this study, we had designed and fabricated the plasma focus device which can generate the light source for EUV(Extreme Ultra Violet) lithography. And we also have investigated the basic electrical characteristics of currents, voltages, resistance and inductance of this system. Voltage and current signals were measured by C-dot and B-dot probe, respectively. We applied various voltages of 1.5, 2, 2.5 and 3 kV to the anode electrode and observed voltages and current signals in accordance with various Ar pressures of 1 mTorr to 100 Torr in diode chamber. It is observed that the peak values of voltage and current signals were measured at 300 mTorr, where the inductance and impedance were also estimated to be 73 nH and $35 m{\Omega}$ respectively. The electron temperature has been shown to be 13000 K at the diode voltage of 2.5 kV and this gas pressure of 300 mTorr. It is also found that the ion density Ni and ionization rate 0 have been shown to be $N_i = 8.25{\times}10^{15}/cc$ and ${\delta}$= 77.8%, respectively by optical emission spectroscopy from assumption of local thermodynamic equilibrium(LTE) plasma.

차세대 리소그래피 빛샘 발생을 위한 플라스마 집속 장치의 제작과 아르곤 아크 플라스마의 발생에 따른 회로 분석 및 전기 광학적 특성 연구

본 연구에서는 극자외선 (Extreme Ultra Violet) 리소그래피의 빛샘원 발생을 위한 플라스 마 집속장치 (Plasma Focus Device)를 설계, 제작하였으며, 이를 이용하여 단펄스 집속 플라스마의 전류, 전압 방전 특성 및 장비의 저항, 인덕턴스의 중요 기초 연구를 수행하였다. 전압, 전류는 C-dot probe 와 B-dot probe를 이용하여 측정하였다. Anode 전극에 1.5, 2, 2.5, 3 kV의 전압을 인가하고 Diode chamber 내의 Ar 기체압력을 1 mTorr-100 Torr 로 변화시켰을 때 발생되는 전압, 전류는 300 mTorr 에서 가장 큰 값을 보였으며, 이때 측정된 LC 공진에 의한 전류 파형으로부터 계산된 시스템 내의 인덕턴스와 임피던스값은 각각 73 nH, $35 m{\Omega}$ 였다. 300 mTorr, 2.5 kV 일 때 Emission spectroscopy를 이용하여 계산한 단펄스 집속 Ar 플라스마내의 전자온도는 Local Thermodynamic Equilibrium(LTE) 가정으로부터 T=13600 K 이었고 이온밀도 및 이온화율은 각각 $N_i = 8.25{\times}10^{15}/ cc,\;{\delta}= 77.8%$ 이었다.