DE10047779A1 - Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas - Google Patents

Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas

Info

Publication number
DE10047779A1
DE10047779A1 DE2000147779 DE10047779A DE10047779A1 DE 10047779 A1 DE10047779 A1 DE 10047779A1 DE 2000147779 DE2000147779 DE 2000147779 DE 10047779 A DE10047779 A DE 10047779A DE 10047779 A1 DE10047779 A1 DE 10047779A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rays
laser beams
impulses
euv
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2000147779
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Sauerbrey
Thomas Feurer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Original Assignee
Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU filed Critical Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Priority to DE2000147779 priority Critical patent/DE10047779A1/de
Priority to AU2002210368A priority patent/AU2002210368A1/en
Priority to EP01978165A priority patent/EP1410696A1/de
Priority to DE10194039T priority patent/DE10194039D2/de
Priority to PCT/DE2001/003635 priority patent/WO2002026003A1/de
Publication of DE10047779A1 publication Critical patent/DE10047779A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

Breitbandige Lichtquellen im EUV und weichen Röntgenbereich lassen sich durch die Wechselwirkung von gepulsten Lasern mit Materie realisieren. Treffen die Laserimpulse mit ausreichender Intensität auf feste, flüssige oder gasförmige Materialien, so entstehen strahlungsemittierende Plasmen. Um Emissionen im harten Röntgenbereich zu realisieren, müssen Laser mit hohen Spitzenintensitäten, also mit Pulsdauern kleiner etwa einer Nanosekunde, verwendet werden. Aufgabe ist es, den Wirkungsgrad der Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, zu erhöhen. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden zur Erzeugung eines Plasmas mit hoher Strahlungsumwandlungseffizienz amplituden- bzw. phasenmodulierte subnano-sekunden-Impulse auf das feste, flüssige oder gasförmige Material eingestrahlt. Die Impulsmodulation erfolgt in Abhängigkeit der Intensität der vom Plasma emittierten Röntgenstrahlung. DOLLAR A Die Erfindung wird beispielsweise angewendet in der Elektronenstrahl-Lithographie zur Herstellung von mikroelektronischen Halbleiterbauelementen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas.
Breitbandige Lichtquellen im EUV und weichen Röntgenbereich lassen sich durch die Wechselwirkung von gepulsten Lasern mit Materie realisieren. Treffen die Laserimpulse mit ausreichender Intensität auf feste, flüssige oder gasförmige Materialien, so entstehen Plasmen. Diese lasererzeugten Plasmen emittieren sowohl material-charakteristische Linienstrahlung als auch materialunabhängige Kontinuums-Strahlung. Die Plasmapara­ meter - wie Skalenlänge, Plasmatemperatur oder Elektronendichte - bestimmen, in welchem Wellenlängenbereich die intensivste Emission auftritt. Diese Parameter hängen wiederum von den charakteristischen Größen der verwendeten Laserimpulse ab.
Um Emissionen im harten Röntgenbereich zu realisieren, müssen Laser mit hohen Spitzenintensitäten, also mit Pulsdauern kleiner etwa einer Nanosekunde, verwendet werden.
In dem für die Lithographie wichtigen Wellenlängenbereich um 13 nm Wellenlänge kann bisher weniger als ein halbes Prozent der Laserenergie umgewandelt werden. Um dennoch die notwendigen Energien bei 13 nm Wellenlänge zu erzielen wären daher Laser mit heute noch nicht erreichter Ausgangsintensität erforderlich.
Es ist auch für spezielle Wellenlängenbereiche vorgeschlagen worden, die Effizienz dieser Energiewandlung durch die Verwendung zweier aufeinanderfolgender Impulse zu erhöhen. Gleichzeitig wurde die Ausbeute weicher Röntgenstrahlung in einem Wellenlängenbereich kleiner 10 nm durch eine automatische Optimierung des zeitlichen Abstandes der beiden Impulse demonstriert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde den Wirkungsgrad der Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, zu erhöhen.
Erfindungsgemäß werden zur Erzeugung eines Plasmas mit hoher Strahlungs­ umwandlungseffizienz amplituden- bzw. phasenmodulierte subnano-sekunden-Impulse auf das feste, flüssige oder gasförmige Material eingestrahlt. Die Energie der vom Plasma emittierten Strahlung wird in einem bestimmten Wellenlängenbereich durch einen geeigneten Detektor gemessen. In Abhängigkeit der gemessenen Energie dieser emittierten Strahlung werden die Laserimpulse zur Erzeugung des Plasmas in ihrer Amplituden- und/oder in ihrer Phasenstruktur hinsichtlich einer maximalen Strahlungsintensität der Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, geregelt, so dass die Energie der vom lasererzeugten Plasma emittierten Strahlung mit einem Minimum an Laserleistung zur Bestrahlung des festen, flüssigen oder gasförmigen Material gewonnen wird. Auf diese Weise wird eine Effizienzsteigerung, speziell im EUV-Bereich, erreicht, die ansonsten nur über eine Erhöhung der primären Laserenergie möglich wäre. Dieses würde aber Energien von Lasern erfordern, die gegenwärtig noch nicht existent sind.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
In der Figur ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem Prinzipaufbau dargestellt. Ein Laser 1 erzeugt Impulse 2 im Subnano-Sekundenbereich, welche durch einen Pulsformer 3 in ihrer Amplitude und/oder Phasenlage moduliert werden. Die modulierten Laserimpulse 4 werden mittels einer achromatischen korrigierten Linse 5 als Fokussieroptik auf ein Festkörpertarget 6 gelenkt und mit dieser zur Wechselwirkung gebracht. Dabei entsteht ein Plasma mit einer EUV-Strahlung 7, deren Intensität durch eine EUV-empfindliche Detektordiode 8 gemessen und digitalisiert als Rückkopplungssignal 9 zu einem Rechner 10 geleitet wird. Der Rechner 10 verändert über einen geeigneten Algorithmus die Art der Phasen- und/oder Amplituden-Modulation bis die EUV-Strahlung ihre maximale Intensität erreicht hat.
Die EUV-empfindliche Detektordiode 8 wird durch einen dünnen Aluminiumfilter 11 vor störender Laserstreustrahlung geschützt.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1
Laser
2
Impulse
3
Pulsformer
4
modulierte Laserpulse
5
Linse
6
festes, flüssiges oder gasförmiges Material
7
zu erzeugende Strahlung
8
Detektordiode
9
Rückkopplungssignal
10
Rechner
11
Aluminiumfilter

Claims (1)

  1. Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV- Strahlung, mittels eines durch Bestrahlung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Material von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas, bei dem die Laserstrahlung in Abhängigkeit der vom Plasma emittierten Röntgenstrahlung beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung eines Plasmas hoher Strahlungsumwandlungs­ effizienz das feste, flüssige oder gasförmige Material mit in Abhängigkeit von der Intensität der emittierten Röntgenstrahlung amplituden- und/oder phasenmodulierten subnano-Sekunden-Impulsen bestrahlt wird.
DE2000147779 2000-09-20 2000-09-20 Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas Withdrawn DE10047779A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000147779 DE10047779A1 (de) 2000-09-20 2000-09-20 Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas
AU2002210368A AU2002210368A1 (en) 2000-09-20 2001-09-19 Method for converting laser radiation into x-radiation, in particular, into extreme ultraviolet (euv) radiation using plasma generated by the laser radiation
EP01978165A EP1410696A1 (de) 2000-09-20 2001-09-19 Verfahren zur umwandlung von laserstrahlung in röntgenstrahlung, insbesondere euv-strahlung, mittels eines von der laserstrahlung erzeugten plasmas
DE10194039T DE10194039D2 (de) 2000-09-20 2001-09-19 Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas
PCT/DE2001/003635 WO2002026003A1 (de) 2000-09-20 2001-09-19 Verfahren zur umwandlung von laserstrahlung in röntgenstrahlung, insbesondere euv-strahlung, mittels eines von der laserstrahlung erzeugten plasmas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000147779 DE10047779A1 (de) 2000-09-20 2000-09-20 Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10047779A1 true DE10047779A1 (de) 2002-03-28

Family

ID=7657774

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000147779 Withdrawn DE10047779A1 (de) 2000-09-20 2000-09-20 Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas
DE10194039T Expired - Fee Related DE10194039D2 (de) 2000-09-20 2001-09-19 Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10194039T Expired - Fee Related DE10194039D2 (de) 2000-09-20 2001-09-19 Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1410696A1 (de)
AU (1) AU2002210368A1 (de)
DE (2) DE10047779A1 (de)
WO (1) WO2002026003A1 (de)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4058486A (en) * 1972-12-29 1977-11-15 Battelle Memorial Institute Producing X-rays

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002210368A1 (en) 2002-04-02
WO2002026003A1 (de) 2002-03-28
EP1410696A1 (de) 2004-04-21
DE10194039D2 (de) 2003-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schnürer et al. Coherent 0.5-keV x-ray emission from helium driven by a sub-10-fs laser
Ganeev et al. Enhanced high-order-harmonic generation in a carbon ablation plume
SE9601547L (sv) Laser-plasma röntgenkälla utnyttjande vätskor som strålmål
O’Neill et al. X‐ray emission from plasmas generated by an XeCl laser picosecond pulse train
DE10047779A1 (de) Verfahren zur Umwandlung von Laserstrahlung in Röntgenstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung mittels eines von der Laserstrahlung erzeugten Plasmas
Nguyen et al. Self-amplified spontaneous emission driven by a high-brightness electron beam
ATE281753T1 (de) Verfahren zur erzeugung einer extrem-ultraviolett-strahlungsquelle und deren anwendung in der lithographie
JPH08213192A (ja) Ｘ線発生装置およびその発生方法
EP3510677B1 (de) Messvorrichtung
DE69005969T2 (de) Regenerierende, ultraviolettangetriebene Fotokathode.
Daido et al. Spatial coherence of a repetitive laser‐plasma point x‐ray source in the water window spectral region
DE10128813A1 (de) Bebilderung einer Druckplatte mit ultrakurzen Laserpulsen
Major et al. The eli alps research infrastructure: scaling attosecond pulse generation for a large scale infrastructure
DE3543606A1 (de) System zum eichen der zeitachse einer roentgenblitzroehre
DE10149654A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Synchronisation der zeitlichen Abfolgen von Targets sowie von auf diese auftreffenden Anregungsimpulsen eines Lasers bei der Anregung von Plasma zur Strahlungsemission
Fazel et al. Betatron x-rays from GeV laser-plasma-accelerated electrons
Ueno et al. Debris-Free EUV Source using a through-hole tin target
Hädrich et al. High photon flux and high repetition rate fiber-laser driven HHG
Martina et al. Electron beam propagation in a space-charge regime
DE202021106329U1 (de) Optoelektronischer Sensor
FALCONE X-Rays from High-Intensity, Short-Pulse Interactions(Final Report, 1 Jun. 1993- 30 Sep. 1996)
Cotton et al. Dedicated Soft X-Ray Source for Contact Microscopy
Ganeev et al. Generation of lower and higher harmonics in different plasma media with small Z
Mironov et al. Laser system for generation 3D ellipsoidal UV pulses
Brown et al. Generation of high brightness x-rays with the PLEIADES Thomson x-ray source

Legal Events

Date Code Title Description
8143 Withdrawn due to claiming internal priority