EUV-Quelle "klassisch": Kompakt und preiswert

Feinere Strukturen auf Computerchips können nur mit Hilfe lithographischer Verfahren unter Verwendung immer kleinerer Lichtwellenlängen realisiert werden. Eine Strahlquelle mit extrem kurzen Wellenlängen (13,5 nm) wird zur Zeit am LZH entwickelt, die sich durch eine sehr kompakte Bauweise und einen niedrigen Preis auszeichnet.

Gemäß dem „Moore’schen Gesetz“ verdoppelt sich die Leistung von Computerchips etwa alle 18 Monate. Dies erfordert immer feinere Strukturen auf den Chips, die wiederum nur mit Hilfe fortschrittlicher lithographischer Verfahren unter Verwendung immer kleinerer Lichtwellenlängen realisiert werden können. Extreme Ultraviolett (EUV) Lithographie bei einer Wellenlänge um 13,5 nm wird heute allgemein als der wahrscheinlichste Nachfolger der optischen Lithographie für die Chipherstellung der nächsten Generation mit Strukturgrößen unterhalb von etwa 50 Nanometern angesehen. Als mögliche Quellen dieser extrem kurzwelligen Strahlung werden derzeit laserproduzierte Plasmen und Gasentladungen intensiv untersucht.

Im Zuge dieser Entwicklung werden künftig auch zahlreiche optische Komponenten benötigt, z. B. EUV-Filter, Vielfachschicht-Spiegel, Gitter, welche in diesem Spektralbereich vermessen, d.h. bezüglich ihrer optischen Eigenschaften charakterisiert werden müssen.

Kompakte, kalibrierte und preisgünstige EUV-Quellen sind hierfür von großem Interesse. Derzeit basieren EUV-Quellen für die Messtechnik entweder auf Plasmen oder auf sehr komplexen und kostspieligen Synchrotrons.

Hier hilft die Rückbesinnung auf seit einem Jahrhundert Bewährtes weiter: Eine viel einfachere und häufig übersehene Möglichkeit, EUV-Strahlung zu erzeugen, bietet die Übertragung konventioneller Röntgenröhrentechnik in den EUV-Bereich. Dies erlaubt die Realisierung kompakter, flexibler und preiswerter Strahlquellen und vermeidet die für Plasmaquellen typischen Nachteile, wie z.B. die Entstehung von Debris, der die Betriebsdauer herabsetzt. Eine solche „klassische“ EUV-Quelle wird zur Zeit am LZH entwickelt. Elektronen werden kontinuierlich durch Glühemission erzeugt und in einem elektrischen Hochspannungsfeld auf eine Anode aus Beryllium (Be) oder Silizium (Si) beschleunigt anstelle von Wolfram oder Molybdän bei Röntgenröhren in Medizin und Technik. Dabei wird durch charakteristische Emission Strahlung bei 11,4 nm (Be) bzw. bei 13,5 nm (Si) generiert. Diese EUV-Quelle zeichnet sich durch eine sehr kompakte Bauweise und einen niedrigen Preis aus und verspricht zu einem enorm wichtigen Werkzeug für die zukünftige EUV-Metrologie zu avancieren.

In Zusammenarbeit mit der Firma phoenix|x-ray Systems + Services GmbH wird in naher Zukunft eine kommerzielle kompakte „EUV-Röhre“ zur Verfügung stehen.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Technologie und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

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