Център за физични инструменти
CFP разработва ексимерни лазери с различни спецификации. Изследванията в областта на ексимерните лазери са насочени към постигане на високоефективно генериране и постигане на стабилни дългосрочни характеристики на излъчване. Особено значение се отделя на изследванията върху контрола на пространствените, времевите и спектралните характеристики на лазерното лъчение.
Характеристики на разработените ексимерни лазери
Дължини на вълната на генериране: 157 nm (F2), 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 351 (XeF)
Енергия на импулс: от 10 mJ до 400 mJ
Продължителност на импулса: 5 - 100 ns
Ширина на спектъра на генериране: 1 - 100 pm
Спектрални характеристики на ексимерни лазери
Излъчването на ексимерните лазери има ниска пространствена и времева кохерентност. Въпреки това, тези параметри могат да бъдат значително подобрени чрез използване на подходящи типове резонатори. В таблицата са изброени различни конфигурации на резонатори, използвани в лазерите на ЦФП ИОФ РАН и параметрите на пространствена и времева кохерентност. (виж "Ексимерен лазер с висока кохерентност" V. V. Atezhev, S. K. Vartapetov, A. N. Zhukov, M. A. Kurzanov, A. Z. Obidin Quantum Electronics 33, No. 8, pp. 689-694, (2003))
Стойността на пространствената и времева кохерентност зависи от вида на ексимерния лазерен резонатор. E - Макс. импулсна енергия, ls - Макс. пространствена кохерентна дължина, lt Времева кохерентна дължина, Eu/Es енергия в лазерен импулс с нестабилен и стабилен резонатор.
| Конфигурация на резонатора | E | ls | lt | Eu/Es |
| Телескопичен HP, M=10..30 | 260 mJ | >1 mm | - | 74% |
| HP цилиндър-равнина, M=20..120 | 260 mJ | >10 mm | - | 74% |
| Селективен HP с набор от призми | 65..230 mJ | >10 mm | 0.5..10 мм | 18.5..65% |
| Селективен HP с набор от призми и плоска дифракционна решетка | 40..210 mJ | >10 mm | 1..30 мм | 11..60% |
| Телескопичен HP със сферична дифракционна решетка | 200 mJ | > |
2 mm
Фотолитография
CFP на GPI RAS разработи прототип на ексимерен лазер за работа в състава на фотолитографски комплекси със следните характеристики
-
Дължина на вълната - 248 nm, Честота на повторение - 2000 Hz, Ширина на спектъра - 1 pm.
CFP IOFAN провежда изследователска работа с цел разширяване на експлоатационните характеристики на ексимерните лазери. Ексимерните лазери, произведени от CFP, могат да работят в режим на генериране на вакуумен ултравиолет с дължина на вълната 157 nm (F2 лазер). Ексимерният лазер, разработен в CFP, генерира импулси с енергия до 30 mJ при дължина на вълната 157 nm. Ние внимателно проучихме всички характеристики на генериране на лазера в този режим:
Зависимост на енергията на излъчване E от процентното съдържание на флуор в сместа F2/He при определени стойности на зарядното напрежение U0 и налягането на сместа pHe. Вижте "Ефективни условия на възбуждане за лазер с електрически разряд F2". В.В. Атежев, С.К. Вартапетов, А.Н. Жуков, М.А. Курзанов, А.З. Обидин, В.А. Ямщиков Квантова електроника 33, бр. 8 стр. 677-683 (2003).
Наноструктури
Ексимерните лазери са мощни инструменти в различни технологии. Центърът провежда изследвания върху микрообработката на материали и тяхната модификация подизлагане на UV радиация от ексимерни лазери. Фигурата показва примери за създаване на наноструктури върху повърхността на различни субстрати под въздействието на ексимерно лазерно лъчение.
3D AFM повърхностни профили на диамантеноподобен филм, отгледан върху грапава медна подложка (F2 лазер, 157 nm, 3 J/cm2, 100 импулса).
2D и 3D AFM профили на повърхността на силициев нитрид (F2 лазер, 157 nm, 0,6 J/cm2, 500 импулса).