Научная статья на тему 'Структура тонких пленок углерода, осажденных под EUV-излучением 13. 5 нм'

Структура тонких пленок углерода, осажденных под EUV-излучением 13. 5 нм Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
313
49
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АМОРФНЫЙ УГЛЕРОД / AMORPHOUS CARBON / РАМАНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ / RAMAN SPECTROSCOPY / EUV LITHOGRTAPHY / ФОТОПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ / SURFACE PHOTO PROCESSES / EUV-ЛИТОГРАФИЯ

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Малыхин Евдоким Михайлович, Кривченко Виктор Александрович, Лопаев Дмитрий Викторович, Рахимова Татьяна Викторовна, Зырянов Сергей Михайлович

Исследованы структура и состав тонких нанометровых пленок углерода, осажденных на подложку под мощным EUV-излучением 13.5 нм в условиях высокого вакуума. Структура пленки исследовалась методом рамановской спектроскопии в сравнении с известными структурными формами углерода -алмазом, однои многостенными нанотрубками, нанои микрокристаллическим графитом, а также аморфным углеродом. Кроме этого для изучения возможных ИК-активных химических связей, прежде всего водородных была использована ИК фурье-спектроскопия поглощения. Показано, что пленки, осаждаемые на поверхности под воздействием EUV-излучения, являются аморфными углеродными пленками, основу которых составляет sp^2-углерод. Кратко обсуждается механизм образования этих пленок. Знание структуры и состава подобных углеродных пленок представляется крайне важным в EUV-литографии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Малыхин Евдоким Михайлович, Кривченко Виктор Александрович, Лопаев Дмитрий Викторович, Рахимова Татьяна Викторовна, Зырянов Сергей Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Структура тонких пленок углерода, осажденных под EUV-излучением 13. 5 нм»

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА, ФИЗИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И ФИЗИКА ПЛАЗМЫ

Структура тонких пленок углерода, осажденных под EUV-излучением 13.5 нм

Е. М. Малыхина, В. А. Кривченко, Д. В. Лопаев, Т. В. Рахимова, С. М. Зырянов

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына (НИИЯФ МГУ).

Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2.

E-mail: " [email protected]

Статья поступила 19.07.2010, подписана в печать 03.11.2010

Исследованы структура и состав тонких нанометровых пленок углерода, осажденных на подложку под мощным EUV-излучением 13.5 нм в условиях высокого вакуума. Структура пленки исследовалась методом рамановской спектроскопии в сравнении с известными структурными формами углерода — алмазом, одно- и многостенными нанотрубками, нано- и микрокристаллическим графитом, а также аморфным углеродом. Кроме этого для изучения возможных ИК-активных химических связей, прежде всего водородных была использована ИК фурье-спектроскопия поглощения. Показано, что пленки, осаждаемые на поверхности под воздействием EUV-излучения, являются аморфными углеродными пленками, основу которых составляет sp2 -углерод. Кратко обсуждается механизм образования этих пленок. Знание структуры и состава подобных углеродных пленок представляется крайне важным в EUV-литографии.

Ключевые слова: аморфный углерод, рамановская спектроскопия, EUV-литография, фотопроцессы на поверхности.

УДК: 539.2. PACS: 81.15.Aa, 61.48.Gh, 39.30,+w.

Введение

Известно [1], что даже в условиях высокого вакуума на поверхности под воздействием интенсивного EUV-излучения могут осаждаться тонкие (нано-метровой толщины) пленки углерода. Такие пленки оказывают существенное влияние на отражательную способность EUV-зеркал и масок в EUV-литографии. Поэтому изучение структуры этих углеродных пленок представляет не только фундаментальный, но и значительный прикладной интерес.

Многослойные зеркала (Multilayer Mirrors, MLM) являются ключевыми элементами в схемах сбора и управления EUV-излучением в разрабатываемой 13.5 нм литографии, которая, как предполагается Международной программой развития полупроводниковых технологий (International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS), станет базой для развития наноэлек-

троники с разрешением менее 22 нм. Эти зеркала состоят из нескольких десятков слоев Мо^ (40-60 слоев) толщиной ~6.8 нм, покрытых, как правило, верхним защитным слоем Ru толщиной ~ 1.5-2 нм [2-4]. На рис. 1 представлены соответственно ТЕМ-фотографии структуры многослойного Мо^ зеркала (рис. 1 ,а) и коэффициент отражения в области 13.5 нм при нормальном падении излучения (рис. 1,6).

При типичных размерах EUV-ML зеркал более десяти сантиметров грубость их поверхности не превышает 0.2-0.3 нм, т. е. порядка одного атомного слоя. Столь совершенные и сложные в изготовлении зеркала являются достаточно дорогими и вносят существенный вклад в стоимость оборудования для EUV-литoгpaфии. Однако довольно быстрый рост углеродной пленки на поверхности многослойных Мо:Б1 зеркал под действием EUV-фoтoнoв в настоящее время значительно ограничивает возможности 13.5 нм EUV-литoгpaфии. Углерод

Рис. 1. а — ТЕМ-фотография структуры многослойного Мо:Б1 зеркала [5]. б — коэффициент отражения в области 13.5 нм при нормальном падении излучения [6]

13.0 13.5 14.0 Длина волны, нм

осаждается при разложении углеводородов, которые присутствуют даже при высоком вакууме, под воздействием ЕиУ-фотонов и энергичных вторичных электронов, выбиваемых с поверхности зеркала. Следует отметить, что в проекционной БИУ-литографии оптическая схема состоит как минимум из 10-11 МЬ зеркал. По этой причине осаждение углерода на поверхности зеркал способно существенно снизить мощность излучения и четкость получаемого на выходе литографа изображения. Так, даже небольшое снижение отражательной способности каждого зеркала всего на ~ 1.5% (что соответствует осаждению всего 2-3 нм углерода) способно блокировать работу ЕТТУ-литогра-фа в целом. Как показали различные эксперименты с использованием как импульсного (разрядная или лазерная плазма), так и непрерывного (синхротронное излучение) ЕТТУ-излучения, загрязнение поверхности МЬ зеркал даже в сверхчистых камерах происходит с довольно высокой скоростью. В зависимости от чистоты вакуумной системы скорость роста углеродной пленки составляет ~0.01-0.1 нм/ч при средней мощности ЕТТУ-излучения порядка 1 Вт/см2 [7-9]. Для использования ЕТТУ-литографии в технологии сверхбольших интегральных схем (СБИС) уровня < 32 нм необходимо обеспечить достаточно большой ресурс работы ЕиУ-литографа, а значит, и многослойной оптики

30000 ч) [10-12]. Таким образом, необходимо иметь технологию эффективной, но исключительно точной и аккуратной очистки поверхности МЬ зеркал от возникающих загрязнений. Естественно, данная технология не должна затрагивать верхнего защитного слоя зеркала и тем более многослойной МогБ) структуры. Натурные эксперименты с реальными МЬ зеркалами в камере, моделирующей условия литографической ЕиУ-камеры, являются достаточно дорогими. Поэтому ключевую роль в разработке эффективных методов контроля чистоты зеркала играет понимание процессов образование пленок и знание их структуры [13].

Цель настоящей работы — исследование структуры тонких пленок углерода, образующихся под мощным ЕиУ-излучением. Детальное знание структуры этих пленок позволит разработать принципы технологии эффективной очистки многослойных зеркал.

1. Эксперимент

В настоящей работе в качестве основного инструмента исследования структуры углеродных пленок использовалась спектроскопия рамановского рассеяния. Как известно, углерод может образовывать множество структурных форм. Поэтому для сравнительного анализа на одной и той же установке измерялись ра-мановские спектры различных модификаций углерода. Учитывая, что толщина изучаемых углеродных пленок была намного меньше длины поглощения лазерного излучения, рамановская спектроскопия использовалась также и для измерения толщины самих пленок [14].

Сложность подобных измерений состоит в том, что предметом исследования являются пленки нанометро-вой толщины, вследствие чего число рассеянных пленкой фотонов, т.е. рамановский сигнал, исключительно мало. Поэтому для данных измерений была создана специальная установка, оптическая схема которой

Рис. 2. Схема установки для рамановской спектроскопии тонких пленок

позволяла эффективно собрать значительную часть рассеянного лазерного излучения, детектирование которого при этом осуществлялось практически в режиме счета отдельных фотонов. Схема данной экспериментальной установки приведена на рис. 2.

Для возбуждения рамановского спектра использовалось излучение Аг+ лазера на длинах волн 488 и 514 нм. Для эффективного сбора рассеянного излучения использовалась так называемая схема обратного рассеяния (см. рис. 2). Рассеянное образцом излучение проходило через узкополосный интерференционный «notcbv-фильтр (NF) с шириной полосы пропускания в несколько нанометров, который подавлял почти на пять порядков излучение, рассеянное на лазерной длине волны. Прошедшее через фильтр излучение далее попадало в изображающий монохроматор Solar Til и затем регистрировалось ICCD системой (У-ячейки CCD-матрицы работали в режиме «binding mode», что позволяло быстро и более эффективно накапливать полезный сигнал). На рис. 3 представлены рамановские спектры углерода в различных модификациях, измеренные с помощью вышеописанной установки на длинах волн 488 и 514 нм.

Как известно, монокристалл углерода, находящегося в фазе sp3, известный как алмаз, имеет кубическую кристаллическую решетку. При этом в спектре рамановского рассеяния наблюдается единственный пик на 1332 см-', который соответствует собственным колебаниям этой решетки. Измеренный рамановский спектр кристалла алмаза приведен на рис. 3, а). В поликристаллических алмазных пленках с микронными размерами кристаллитов (кристаллических зерен) данный пик лишь несколько уширяется, но не происходит какой-либо другой серьезной модификации спектра. В случае поликристаллических алмазных пленок с кристаллитами нанометровых размеров этот пик не только значительно уширяется, но и смещается. В спектре нанокристаллического алмаза, когда размер алмазных кристаллитов не превышает ~1-3 нм, появляется еще один широкий Т-пик на ~ 1100 см-' вследствие исчезновения запрета (правила отбора), связанного с кристаллической симметрией. Этот пик характеризует наличие большого числа дефектов в кристаллической решетке алмаза, и поэтому по нему можно судить о наличии разупорядоченной (в некотором смысле аморфной) А'р3-фазы углерода в материале [15].

1000 1500 2000

Рамановское смещение, см 1

Рис. 3. Рамановские спектры углерода в различных фазах: а — кристаллический алмаз, б — высокоориентированный пиролитический графит (HOPG), в — одностенная нанотрубка, г — микрополикристалличе-ский графит (glassed graphite), д — нанографит (нано-поликристаллический графит), е — аморфный углерод, осажденный под действием мощного EUV-излучения, ж — аморфный углерод, осажденный магнетронным напылением. Спектр аморфного углерода ж аппроксимирован суммой двух гауссиан (перекрывающиеся штриховые линии — гауссианы, толстая сплошная линия — сумма гауссиан)

Как известно, атомы углерода в sp2-фазе могут быть организованы в высокоупорядоченную структуру, напоминающую «пчелиные соты». Такая структура, называемая графеновым слоем, может иметь в атомных масштабах достаточно большие размеры. Множество таких графеновых слоев образует структуру высоко-упорядоченного sp2 -углерода, которую иногда называют кристаллическим графитом, или высокоориентированным пиролитическим графитом (highly oriented pyrolytic graphite, HOPG). В соответствии с правилами отбора выше 1000 см^1 в рамановском спектре гра-фенового монослоя и кристаллического графита возможна только одна колебательная мода, называемая G-модой, на 1581 см^1 [14]. G-мода имеет симметрию E2g, и ее собственный вектор соответствует движению пар sp2-атомов углерода в плоскости графенового листа, при котором, условно говоря, деформируется форма «пчелиных сот» из атомов углерода. Следует отметить, что G-мода не требует обязательно шестиугольной структуры расположения атомов углерода. G-мода появляется всегда, когда есть атомы углерода в sp2 -фазе. Поэтому даже в случае, когда графеновая структура значительно разупорядочена и имеет множество дефектов, G-пик отчетливо виден в рамановских спектрах. С появлением дефектов в кристаллической sp2-структуре (граница графенового листа также является естественным дефектом), в спектре наблюдается D-пик в районе ~1360 см-1. Он соответствует так называемой «дышащей» D-моде симметрии A\g\ эта

мода запрещена в идеальном кристаллическом графите и становится активной только в разупорядоченных углеродных структурах в присутствии дефектов и границ графеновых слоев [16]. Таким образом, расположение, ширина и относительная интенсивность G- и D-пиков рамановского спектра позволяет достаточно определенно характеризовать фазовое состояние sp2 -углерода и его структуру.

Измеренный рамановский спектр высокоориентированного пиролитического графита показан на рис. 3,6. В рамановском спектре присутствует фактически только G-пик на 1581 см^1, что свидетельствует о высокой степени кристалличности структуры sp2 -атомов углерода в HOPG.

Как известно, в первом приближении одностенная нанотрубка (single-wall nanotube, SWNT) может быть представлена как свернутый графеновый лист. Поэтому можно выделить два выраженных направления: вдоль трубы и перпендикулярно ей (без учета хиральности трубки). Вследствие этого G-пик в рамановском спектре SWNT разделяется на две компоненты, соответствующие этим двум направлениям — G+ и G~. Измеренный рамановский спектр углеродного покрытия, образованного из одностенных нанотрубок, показан на рис. 3, в.

По мере увеличения количества дефектов в кристаллическом графите растет число атомов углерода, расположенных на границе дефектов решетки и графеновых щитов, интенсивность и ширина D-пика также значительно увеличиваются. Это становится заметным уже в микрокристаллическом графите, где размеры кристаллитов порядка микрометров. Спектр микропо-ликристаллического графита показан на рис. 3,г. По мере дальнейшего увеличения количества дефектов и уменьшения характерного размера графеновых щитов до нанометрового масштаба (нанополикристаллический графит, или нанографит) интенсивность D-пика уже становится сравнимой с интенсивностью G-пика. При этом пики D и G заметно перекрываются, хотя они по-прежнему видны как отдельные пики. На рис. 3,д приведен измеренный рамановский спектр нанографита.

Если плотность дефектов достигает предела, когда практически каждая элементарная ячейка в графеновом слое имеет дефект, можно говорить о переходе в аморфную sp2 -фазу. В этом случае G- и D-пики рамановского спектра уширяются настолько, что становятся практически неразличимыми. На рис. 3,е представлен рамановский спектр тонкой (~9 нм толщины) углеродной пленки, осажденной на кремниевой подложке в вакууме (остаточное давление ~6-10^8 торр) под воздействием 3.5 нм EUV-излучения (средняя мощность ~0.2 Вт/см2 в спектральной полосе шириной ~2 нм). Ниже на рис. 3,ж показан спектр магнетронно-напы-ленной углеродной пленки толщиной ~12 нм. Видно, что оба спектра практически идентичны. На рис. 3,ж приведено также разложение спектра магнетронно-на-пыленной пленки на сумму двух гауссианов. Как видно, эти гауссианы хорошо соотносятся с уширенными D-и G-пиками примерно одинаковой интенсивности, что характеризует абсолютную плотность дефектов и является свидетельством аморфной фазы sp2 -углерода [16]. Известно [16], что sp2 -углерод даже в аморфной фазе «пытается» сохранить свою sp2-гибридизацию. В этом смысле можно говорить об аморфном состоянии

графитизированного углерода. Поскольку рамановские спектры EUV- и магнетронно-осажденных углеродных пленок фактически одинаковы, можно предположить, что и структура этих пленок подобна. Это подтверждается тем, что графитизированный аморфный углерод на поверхности MLM осаждается под действием EUV-излучения действительно без образования полимерных или гидрогенизированных углеродных связей (С-Н.г). Для того чтобы проверить наличие -свя-

зей в EUV-осажденном углероде, были измерены ИК спектры поглощения EUV-осажденных пленок. Так как эти пленки очень тонкие и сигнал от них очень слабый, то для этих измерений использовался вакуумный ИК фурье-спектрометр Bruker IFS-66 со специальным аппретурным держателем.

На рис. 4 приведен пример ИК-спектра поглощения углеродных пленок, осажденных в вакууме (остаточное давление ~6 • Ю-8 торр, парциальное давление тяжелых углеводородов < Ю-11 торр) под воздействием импульсного 13.5 нм EUV-излучения (средняя мощность ~0.2 Вт/см2 в полосе шириной 2 нм). Приведенный ИК-спектр почти не имеет особенностей, за исключением пика очень низкой интенсивности на ~1620 см-1, соответствующего ароматическим С-С-связям. Хорошо известная полоса в районе 2850-3000 см-1, соответствующая «stretching» моде связей С-Н.г и очень интенсивная в полимерных структурах и даже в аморфных гидрогенизированных пленках о-С:Н [17], полностью отсутствует (вставка на рис. 4). Это также подтверждает, что углерод, осажденный под EUV-излу-чением, практически не содержит водорода и фактически является графитизированным аморфным sp2 -углеродом, хотя небольшое число атомов углерода, очевидно, может иметь ароматические связи (которые являются, наиболее вероятно, фрагментами углеводородных молекул, разрушенных на поверхности под действием EUV-излучения). Известно, что облучение как полимерных, так и гидрогенизированных углеродных пленок жесткими фотонами, например EUV-излучением, ведет к интенсивному удалению водорода из пленки. Поэтому вполне можно ожидать, что водород полностью удаляется из углеводородной пленки во время

0.14

s

1 °'10

t 0.08 и

| 0.06 i

£

ем 0.04

0.02

0 2000 4000 6000 8000

Волновое число, см~

Рис. 4. FTIR-спектры углеродных пленок, осажденных под 13.5 нм EUV-излучением из пульсирующего DPP Sn источника (z-pinch, средняя мощность ~0.2 Вт/см2 в полосе шириной 2 нм). Отсутствие С-Н-связей указывает на отсутствие атомов водорода в пленках

ее длительного EUV-облучения, а оставшиеся атомы углерода вместо водородных связей образуют между собой так называемые связи «cross-link». Известно, что углеродные связи «cross-link» практически всегда имеют sp2-природу. Все вышеизложенное во многом согласуется с моделью образования углеродного слоя под действием жесткого излучения, принятой на сегодняшний день в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST) [18, 19].

2. Модель роста углеродной пленки на поверхности под воздействием EUV-излучения

Согласно существующим представлениям [18, 19], механизм роста углеродной пленки на поверхности под воздействием EUV-излучения можно представить следующим образом.

Даже в высоком вакууме присутствуют молекулы сложных углеводородов с относительно высокими молекулярными массами (остаточное давление < 10^8 торр, парциальное давление тяжелых углеводородов < 10^12 торр), схожие по структуре с такими углеводородами, как ММА (метаметилакрилат), ацетон и декан (СюНгг)- Эти молекулы выделяются, как правило, из материалов камеры — стали, других металлов и сплавов, присутствующих в камере полимеров и т.д. Естественно, что сложные углеводородные молекулы могут физадсорбироваться на поверхности. При этом они обладают достаточно большой энергией десорбции. Это объясняется тем, что молекулы сложных углеводородов имеют размеры, заметно превышающие характерные размеры сайтов физадсорбции (~0.2 х 0.2 нм), так что физадсорбция этих молекул происходит в нескольких сайтах. Это существенно увеличивает энергию десорбции сложных углеводородных молекул. Характерная энергия десорбции для молекул, адсорбирующихся за счет водородной связи (которая, как правило, обладает наибольшей поляризуемостью в молекулах) составляет ~0.4 эВ. Поэтому энергия десорбции пары связей будет близка к 0.8 эВ [20]. Такая достаточно большая энергия десорбции обеспечивает значительные времена десорбции сложных углеводородов на поверхности (время жизни на поверхности составляет 10-1000 с [19]). Таким образом, за свое время жизни на поверхности молекулы углеводородов подвергаются многократному воздействию как жестких EUV-фотонов, так и энергичных вторичных электронов, выбиваемых фотонами с поверхности. Фотоны и вторичные электроны способствуют последовательному разрыву С-Н-связей (начиная с наиболее «слабых» связей с меньшей энергией), при этом водород уходит в газовую фазу, а вместо С-Н-связей образуются хаотические связи «cross-link». При извлечении почти всего водорода эта фрагментарная углеродная структура уже релаксирует в аморфную структуру твердого тела, состоящую фактически только из атомов углерода, гибридизованных в sp2-состоянии. В настоящее время именно такая модель роста углеродной пленки принята Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) [18, 19]. Как следует из этой модели, структура пленки углерода, осаждаемой в вакууме под действием EUV-излучения, не должна зависеть от материала поверхности [21], что, собственно, и подтверждается экспериментами. При этом средняя скорость

роста на поверхности углеродной пленки при мощности 13.5 нм ЕиУ-излучения ~1 Вт/см2 при остаточном давлении сложных углеводородов торр

составляет 0.01-0.1 нм/ч [19].

Добиться еще более чистых условий и существенным образом снизить давление сложных углеводородов в большой и насыщенной оборудованием камере ЕиУ-литографа, используя известные стандартные вакуумные технологии, уже практически невозможно. Поэтому вопросы разработки технологии очистки поверхности от растущей под Е11У-излучением углеродной пленки являются принципиально важными для развития ЕиУ-литографии.

Заключение

В настоящей работе методами рамановской спектроскопии и ИК фурье-спектроскопии поглощения проведено исследование структуры и состава тонких нано-метровых пленок углерода, осажденных на подложку под мощным 13.5 нм Е11У-излучением в условиях высокого вакуума. Показано, что пленки, осаждаемые на поверхности под воздействием Е11У-излучения, являются аморфными углеродными пленками, основу которых составляет яр2-углерод.

Пленки образуются вследствие адсорбции сложных углеводородов на поверхности (остаточное давление их паров <10^11 торр) и дальнейшего их полного разложения под воздействием Е11У-фотонов и энергичных вторичных электронов. При этом происходит перестройка структуры углеводородов с экстракцией водорода и образованием кросс-линк-связей между атомами углерода, которые затем релаксируют в более плотную структуру аморфного графитизированного яр2-углеро-да. Таким образом, пленки, осажденные под 13.5 нм ЕиУ-излучением, имеют структуру, очень близкую к структуре магнетронно-напыленного аморфного углерода. Поэтому при исследовании процессов, происходящих на поверхности пленок Е11У-осажденного углерода, например очистки поверхности, в качестве модельных пленок можно использовать пленки магнетронно-напыленного аморфного углерода.

Список литературы

1. Nakayama Т., Miyake A., Takase Н. et al. 11 Proc. SPIE. 2009. 7271. P. 72713.

2. Barbee T.W., Jr, Mrowka S., Hettrick M.C. // Appl. Optics. 1985. 24, N 6. P. 883.

3. Bajt S., Chapman H.N., Nguyen N. et al. 11 Appl. Optics. 2003. 42, N 28. P. 5750.

4. Slaughter J.M., Schultze D.W., Hills C.R. et al. // J. Appl. Phys. 1994. 76. P. 2144.

5. Bienert Al, Gohnemeier A., Natt O. et al. 11 J. Mi-cro/Nanolith. MEMS MOEMS. 2009. 8, N 4. P. 041509.

6. Kaiser N, Yulin S., Perske Al, Feigl T. // Proc. SPIE.

2008. 7101. P. 71010.

7. Hill S.B., Faradzhev N.S, Tarrio C.S. et al. 11 Proc. SPIE.

2009. 7271. P. 727113.

8. Malinowski Al, Grunow P., Steinhaus C. et al. 11 Proc. SPIE. 2001. 4343. P. 347.

9. Nakayama Т., Takase H., Terashima Sh. et al. 11 Proc. SPIE. 2008. 6921. P. 69213.

10. Silverman P.J. //J. Microlith., Microfab., Microsyst. 2005. 4, N 1. P. 011006.

11. Seisyan P.P. 11 Techn. Phys. 2005. 50, N 5. P. 535.

12. Huh S.t Kim H., Yoon G. et al. // Proc. SPIE. 2008. 6921. P. 692115.

13. Hill S.B., Faradzhev N.S., Tarrio C. et al. 11 Proc. SPIE.

2008. 6921. P. 692117.

14. Gupta A., Chen G., Joshi P. et al. // Nano Lett. 2006. 6, N 12. P. 2667.

15. Hong C.F., Tu J.P., Li R.L. et al. 11 J. Phys. D. 2009. 42. P. 1.

16. Ferrari C., Robertson J. // Phys. Rev. B. 2000. 61. P. 14095.

17. Kuptsov A.H., Zhizhin G.N. Handbook of Fourier transform Rarnan and infrared spectra of polymers. Amsterdam, 1998.

18. Hill S., Ermanoski L, Tarrio C., Lucatorto T.B. 11 IEUVI-2007.

19. Nakayama Т., Miyake A., Takase H. et al. 11 Proc. SPIE.

2009. 7271. P. 72713.

20. Cabrera A.L., Morales E., Armor J.N. 11 J. Mater. Res. 1995. 10, N 3. P. 779.

21. Matsunari S., Aoki Т., Murakami K., Gomei Y. 11 Proc. SPIE. 2007. 6517. P. 65172.

Structure of thin carbon films deposited under 13.5 nm EUV irradiation E.M. Malykhin , V. A. Krivchenko, D. V. Lopaev, Т. V. Rakhimova, S. M. Zyryanov

Department os Microelectronics, D. V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, M. V. Lomonosov Moscow State University, Moscow 119991, Russia. E-mail: a [email protected].

Structure and chemistry of thin nm-thickness carbon films deposited on substrate under strong 13.5 nm EUV irradiation in high vacuum was studied. Film structure was studied by Raman spectroscopy in comparison with Raman spectra of well-known carbon phases: diamond, single-wall nanotube, nano- and rnicrocristalline graphite and amorphous carbon. Besides, FTIR spectroscopy was used to study possible IR-active chemical bonds, first of all hydrogen bonds. It was shown, that films deposited on a surface under EUV irradiation consists of amorphous sp2 -carbon. Mechanisms of deposition discussed briefly. Knowledge about structure and chemistry of such carbon films seems to be very important for EUV lithography.

Keywords: amorphous carbon, Raman spectroscopy, EUV lithogrtaphy, surface photo processes. PACS: 81.15.Aa, 61.48.Gh, 39.30,+w. Received 19 July 2010.

English version: Moscow University Physics Bulletin 1(2011).

Сведения об авторах

1. Малыхин Евдоким Михайлович — мл. науч. сотр.; тел.: (495) 939-40-64, email: [email protected].

2. Кривченко Виктор Александрович — канд. физ.-мат. наук, мл. науч. сотр.; тел.: (495) 939-40-64.

3. Лопаев Дмитрий Викторович — канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр.; тел.: (495) 939-40-64.

4. Рахимова Татьяна Викторовна — канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр.; тел.: (495) 939-49-57.

5. Зырянов Сергей Михайлович — канд. физ.-мат. наук, мл. науч. сотр.; тел.: (495) 939-40-64.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.