Femtometer-Wellenlängenmonitor
für F2-Mikrolithographielaser im VUV
Ziel des
Projektes war die Weiterentwicklung des
Wellenlängenmonitors für Mikrolithographielaser mit
spezieller Bezugnahme auf den F2-Laser bei 157 nm.
Für den F2-Laser werden eine Halbwertsbreite von
< 300 fm und eine 95%-Breite von < 1,2 pm gefordert.
Aufbauend auf den Erfahrungen bei der Entwicklung des
Wellenlängenmonitors bei 248 nm und bei 193 nm, mussten eine
Reihe von Problemstellungen bearbeitet werden, die sich aus dem
Übergang zum Vakuum-UV (Wellenlängen < 200 nm)
ergeben.
Ergebnisse
- Der gesamte
Lichtweg, einschließlich der strahlführenden Optik vom
Laser bis zum Wellenlängenmonitor, muss frei von
atmosphärischem Sauerstoff gehalten werden. Dazu wurden
entsprechende Bauelemente entwickelt und getestet.
- Für das
Spektrometer selbst wurde ein spezieller Hochvakuumtank
entwickelt, der das Evakuieren auf einen Sauerstoffpartialdruck
< 10-5 bar garantiert.
- Für die
mechanische Kopplung zwischen Spektrometer und Tank sowie
für die Strahlungseinkopplung durch das Tankfenster wurden
Varianten verglichen und optimiert.
- Besonders komplexe
Untersuchungen erfolgten zur optischen, mechanischen und
vakuumtechnischen Kopplung des Detektorsystems an das evakuierte
Spektrometer. Verschiedene Varianten der Wärmeabführung
wurden verglichen und in Abstimmung mit dem Kamerahersteller
optimiert.
- Für die
absolute Wellenlängenkalibrierung wurden Referenzlinien
untersucht und ausgewählt. Mit den erreichten Parametern
für die instrumentelle Halbwertsbreite (90 fm), die
95%-Breite (300 fm) und die absolute
Wellenlängenkalibrierung (Δλ < 50 fm)
konnten die Anforderungen der Laserhersteller an den
Wellenlängenmonitor erfüllt werden.
- Ein
zusätzlicher Hauptgegenstand des Projektes war die weitere
Reduzierung der Bandbreiten des Wellenlängenmonitors. Diese
Untersuchungen wurden mit dem Ziel einer verbesserten Messtechnik
durchgeführt. Es wurden umfangreiche Untersuchungen an allen
Gerätekomponenten (optisch, mechanisch, elektronisch)
durchgeführt, um die Ursachen für die Differenz
zwischen theoretischer und praktisch realisierter Halbwertsbreite
bzw. 95%-Breite aufzuklären.
- Im Verlauf unserer
Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass die unvollkommene
Modulationstransferfunktion (MTF) der Detektoren einen
signifikanten Einfluß auf die Bandbreiten besitzt. Durch
Entwicklung eines speziellen Messaufbaues konnte dieser Effekt
quantisiert werden. Durch eine gezielte Auswahl der Detektoren
wurden mit 70 fm (Halbwertsbreite) und 220 fm (95%-Wert)
Parameter erreicht, die von dem späteren Produzenten der
Geräte (LTB) als exzellent beurteilt wurden.
Ergebnistransfer: Fa. LTB Lasertechnik
Berlin GmbH (Berlin-Adlershof)
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