Bochum 2002 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 15: Schwerionen-, Laserplasmen

P 15.2: Vortrag

Mittwoch, 20. März 2002, 15:35–15:50, HZO 60

Nutzung von Vorpulseffekten in laser-produzierten Plasmen zur Steigerung der EUV Ausbeute — •Stefan Düsterer, Heinrich Schwoerer, Wolfgang Ziegler, Mark Bischoff und Roland Sauerbrey — Inst. für Optik und Quantenelektronik, Uni Jena

Lithographie mit extrem ultravioletter (EUV) Strahlung ist das derzeit vielversprechendste Verfahren, um sub 100 nm- Halbleiterstrukturen herzustellen. Unser Ziel ist es, die Effizienz einer laserbasierten EUV-Quelle zu steigern.
Ein intensiver, auf ein Wassertröpfchen (Ø 20 µm) fokussierter Laserpuls erzeugt ein Plasma, dessen O⁺⁵ Ionen 13 nm EUV Strahlung emittieren. Bei diesem Prozess konnte die Konversionseffizienz (CE) von Laserlicht in EUV-Strahlung aus Wassertröpfchentargets durch Einsatz von Vorpulsen deutlich, auf bis zu 0.9 % in 2.5 %BW und 4π gesteigert werden.
Zur systematischen Optimierung der CE wurden für verschiedene Laserpulsdauern von 200 fs bis 120 ps, Vorpulse mit Verzögerungszeiten von bis zu 700 ps eingeführt. Es zeigt sich eine deutliche Steigerung für alle Laserpulsdauern, insbesondere ergibt sich eine Verschiebung der optimalen Pulsdauern von 120 ps ohne Vorpuls, hin zu ∼ 2 ps langen Pulsen mit Vorpulsen. Um die zugrundeliegenden plasmaphysikalischen Prozesse zu verstehen wurden Atom- und Plasmaphysiksimulationen durchgeführt. Unter Berücksichtigung von Kollisionsabsorption sowie kollisionsfreier Absorption kann die unterschiedliche CE-Erhöhung bei verschiedenen Pulsdauern erklärt werden. Es wurde gezeigt, dass der Einsatz von Vorpulsen ein technisch leicht realisierbares Konzept mit enormen Möglichkeiten zur Steigerung der CE ist.