HEAVY HITTERS
Heavy hitters: interacties van tin-ionen in EUV-lichtbronnen
Dit proefschrift van Luc Assink onderzoekt de atomaire interacties van tin-ionen (Sn) in EUV-lichtbronnen, essentieel voor moderne chipfotolithografie. EUV-licht, met een golflengte van 13,5 nm, wordt gegenereerd door een tindruppeltje met een laser te beschieten, waardoor een heet plasma van tin-ionen ontstaat. Naast het gewenste licht komen er ook energetische tindeeltjes vrij die de collectorspiegel kunnen beschadigen; een waterstofbuffergas remt deze deeltjes af. Voor het optimaliseren van deze bronnen is gedetailleerde kennis nodig van de wisselwerking van tin-ionen met gassen en oppervlakken.
Het onderzoek van Assink kent drie pijlers. Ten eerste zijn ion-gasinteracties bestudeerd: het afremvermogen van waterstof voor Sn1+-ionen is gemeten en blijkt lager dan eerder aangenomen, met een overgang in gedrag rond 600 eV die goed overeenkomt met de resultaten van een nieuw semi-klassiek botsingsmodel. Ten tweede zijn ion-oppervlakte-interacties onderzocht: hierbij zijn argon-, krypton- en xenon-ionen op een polykristallijn rutheniumoppervlak geschoten, en tonen aan dat oppervlakteruwheid slechts deels verklaart waarom een verwachte verstrooiingspiek ontbreekt, wat wijst op de rol van veel-deeltjesinteracties voor zware projectielen. Metingen aan ion-geïnduceerde elektronenemissie door Sn1+–Sn5+ laten zien dat kinetische elektronenemissie al optreedt bij snelheden veel lager dan verwacht, en dat potentiële emissie, zoals verwacht, toeneemt met ladingstoestand. Ten derde is meetapparatuur verbeterd: conventionele retarding field analyzers blijken door hun metalen gaasjes onbetrouwbare energieverdelingen te meten als gevolg van lenswerking. Een nieuw gaasloos ontwerp toont een constante, energieonafhankelijke transmissie.
Samenvattend laat dit werk zien dat eenvoudige modellen tekortschieten om deze interacties volledig te beschrijven, maar dat een vollediger atomaire beschrijving nu binnen bereik komt.