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Industriekooperationen an der Metrology Light Source

Besonders interessant für:
  • Halbleiterindustrie

Die PTB hat ihre bestehenden Messmöglichkeiten an der Berliner Synchrotronstrahlungsanlage BESSY II um ein EUV-Strahlrohr an der PTBeigenen Metrology Light Source (MLS) erweitert, um dem steigenden Bedarf an hochwertigen Messungen zur At-Wavelength-Charakterisierung von Lithografie-Optiken im Extrem-UV (EUV, Arbeitswellenlänge 13,5 nm) zu begegnen. Die Maßnahme steht im Zusammenhang mit neuen Vereinbarungen auf dem Gebiet der EUV-Lithografie (EUVL), insbesondere zwischen der Carl Zeiss SMT GmbH und der PTB mit dem Ziel, die seit 1998 laufende Zusammenarbeit in den nächsten vier Jahren noch auszuweiten. Carl Zeiss liefert die optischen Systeme für ASML, den niederländischen Weltmarktführer für Lithografie- Maschinen zur Herstellung von Computer-Chips und anderen mikroelektronischen Bauelementen.

Die Messplätze der Metrology Light Source (1a-d: Undulatorstrahlung; 2a-b: MLS-Nutzung als Strahlungsquellennormal; 3: EUV-Radiometrie; 4: VUV-Radiometrie; 5-6: IR und THz; 7: Diagnostik für den Speicherring)

Die MLS ist ein PTB-eigener Elektronenspeicherring in unmittelbarer Nachbarschaft zu BESSY II in Berlin- Adlershof und seit 2008 in Nutzerbetrieb. Sie stellt Synchrotronstrahlung im Spektralbereich vom Terahertz bis zum EUV zur Verfügung. Im EUV-Bereich, d. h. im Wellenlängenbereich um 13,5 nm, überlappen dabei die Messmöglichkeiten mit denen bei BESSY II, wo die PTB auch in großem Umfang Röntgenstrahlung nutzt. Das EUV-Strahlrohr an der MLS (#3 in der Abbildung) ist seit Mitte 2011 in Betrieb und wird nach einer Testphase seit Anfang dieses Jahres zunehmend für Messungen im Rahmen von Forschungskooperationen insbesondere zur EUVL eingesetzt. Mit EUVL sollen in naher Zukunft weltweit High-End-Computer- Chips produziert werden. Für Mitte 2013 ist geplant, an das neue EUV-Strahlrohr der MLS auch das große EUV-Reflektometer der PTB von BESSY II zu transferieren und an dessen Stelle wiederum ein besonders für Streumessungen optimiertes EUV-Scatterometer/Ellipsometer zu installieren. Mit dem neuen Strahlrohr stehen der PTB für die EUV-Metrologie insgesamt etwa 6000 Messzeitstunden pro Jahr zur Verfügung.

Auch in anderen Bereichen wurden im Laufe des Jahres die Messmöglichkeiten der PTB für die Metrologie mit Synchrotronstrahlung durch die Inbetriebnahme von neuen Strahlrohren an der MLS deutlich erweitert. Ein neuer Messplatz zur Kalibrierung von Strahlungsquellen erlaubt gegenüber seinem Vorgänger bei BESSY II Messungen auch bei Wellenlängen unterhalb von 40 nm. Kalibrierte Strahlungsquellen im Vakuum-UV (VUV) und EUV sind beispielsweise bei der Charakterisierung von Weltraumteleskopen für die Sonnen- und Atmosphärenforschung von großer Bedeutung. Ein neues Undulatorstrahlrohr stellt monochromatisierte intensive und hochgradig polarisierte Strahlung vom IR- bis in den EUV-Bereich zur Verfügung. Hier werden derzeit mit Partnern vom Forschungsstandort Adlershof erste quantitative Untersuchungen von Oberflächen mit UV/VUV-Ellipsometrie und Elektronenspektroskopie durchgeführt. Darüber hinaus wurde am Infrarot-Strahlrohr der MLS ein neues Nahfeldmikroskop in Betrieb genommen.

Insgesamt verfügt die PTB jetzt mit den neuen Strahlrohren und Messplätzen an der MLS für EUV-Radiometrie, Quellenkalibrierung Undulatorstrahlung und IR-Nahfeldmikroskopie über ein nochmal deutlich erweitertes Spektrum an Messmöglichkeiten für die Metrologie mit Synchrotronstrahlung.

Ansprechpartner:

Frank Scholze
Fachbereich 7.1 Radiometrie mit Synchrotronstrahlung
Telefon: (030) 3481-7120
frank.scholze(at)ptb.de