Weltrekord in der Spektroskopie unterboten

 

ELIAS III Spektrometer mißt 20 fm bei einer Wellenlänge von 193 nm

 

Berlin, 14.Januar 2004 - Ingenieure von LTB Lasertechnik Berlin GmbH testeten kürzlich in Los Gatos (Kalifornien) ihre neueste Spektrometergeneration. Dabei konnten sie eine minimale Linienbreite von 20 Femtometern FWHM bei einer Wellenlänge von 193 Nanometern messen. Das entspricht einer spektralen Auflösung von 10 Millionen. LTB Lasertechnik gelingt es dadurch den eigenen Rekord von 60 Femtometern zu unterbieten. Die Messung fand bei der Firma Positive Light statt, da nur deren 193 nm-Laser Indigo-DUV spektral so schmal ist, daß damit die Performance der Spektrometer von LTB gemessen werden kann. Nur mit einem spektral wesentlich schmaleren Laser ist es überhaupt möglich, das Auflösungsvermögen des Spektrometers zu messen.

Grund für die Entwicklung sind die gestiegenen Anforderungen an die Meßtechnik in der Lithographiebranche. Ziel war die Verbesserung der spektralen Auflösung FWHM. ELIAS III ist das jüngste patentierte Modell in der Reihe höchstauflösender Spektrometer, die LTB in Zusammenarbeit mit dem Institut für Spektrochemie und angewandte Spektroskopie (ISAS) Berlin entwickelt hat. Bereits mehr als 75 Systeme seiner ELIAS-Baureihe hat die LTB Lasertechnik Berlin GmbH in den letzten 3 Jahren weltweit ausgeliefert. ELIAS (Emission Line Analyzing Spectrometer) ist das einzige kommerziell erhältliche Spektrometer mit einer solch extrem hohen Auflösung.

Das Haupteinsatzgebiet dieser höchstauflösenden Spektrometer ist die spektrale Charakterisierung von Excimerlasern in der Mikrolithographie bei 248 nm, 193 nm und 157 nm. Sie bestimmen dadurch indirekt die Qualität der mittels der optischen Laserlithographie produzierten Halbleiterschaltkreise. Die Qualität des Belichtungsprozesses wird durch die spektralen Eigenschaften der verwendeten Laser sowie der Linsenoptiken bestimmt. Die Verbesserung der spektralen Bandbreite des Lasers ermöglicht die Verringerung der Strukturgrößen. Mithilfe des ELIAS ist es den Herstellern von Lithographielasern gelungen, ihre Lichtquellen dahingehend weiterzuentwickeln, daß heute Strukturbreiten von 90 nm erreicht werden können.

Die ELIAS III Serie wird mit einer spektralen Auflösung bei 193 nm von 20 fm FWHM (d. h. 150 MHz bzw. 0,005 cm-1) und 175 fm E95 angeboten. Zur Charakterisierung der spektralen Reinheit von Lithographielasern hat sich international die Definition durchgesetzt, die spektrale Breite zu vermessen, in der 95 % der Energie enthalten sind. Eine solche Messung ist nur dann möglich, wenn man mit einem sehr hohen Signal-Rausch-Verhältnis (typ. 20 000, > 40 dB) messen kann. Gegenüber Fabry-Perot-Spektrometern, die ohne weiteres Halbwertsbreiten im genannten Bereich messen können, ist es möglich, den Fußbereich und die spektrale Umgebung quantitativ zu analysieren.

Die optische Lithographie ist jedoch nur ein Anwendungsgebiet der ELIAS-Baureihe. Weitere Anwendungen liegen in der Atomabsorptionsspektroskopie und der Laserdiodenentwicklung.

 

 

 

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