Emissionscharakteristik von XUV-Strahlungsquellen bei Wellenlängen im Spektralbereich zwischen 2 und 10 nm

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Um die Miniaturisierung der Schaltelemente in der Halbleiterlithografie voranzutreiben, werden UV-Laser zunehmend durch intensiv emittierende Plasmen bei der EUV-Wellenlänge von 13,5 nm ersetzt. Ein Strahler um 6. x nm wird als potenzielle zukünftige Lichtquelle diskutiert, da bei dieser Wellenlänge Optiken mit hohem Reflexionsgrad hergestellt werden können. Die Anlagenkonzepte der EUV-Lithografie sollen weitestgehend übernommen werden, was die zukünftige Relevanz von Plasmastrahlungsquellen unterstreicht. In dieser Arbeit wird das Potenzial von Plasmen im XUV-Spektralbereich untersucht. Der Fokus liegt auf der Strahlungsemission bei 6. x nm und der Evaluation eines regenerativen Targets. Untersucht werden sowohl Flüssigtargets für Lithografieanwendungen als auch gasförmige Targets für Metrologieanwendungen. Die Emission möglicher flüssiger Emitter erfolgt an einem laserproduzierten Plasma, wobei Gadolinium (Gd) und Terbium (Tb) sowie Aluminium und Magnesium analysiert werden. Letztere zeigen ein anderes Emissionsverhalten als die breitbandigen Emitter Gd und Tb. Durch Simulationsrechnungen, die den Ionisationszustand sowie die Elektronentemperatur und -dichte berücksichtigen, wird das XUV-Emissionspotential alternativer Targets untersucht. Zudem werden mögliche Emitter für die Gasentladung identifiziert und deren Potential für die Metrologie evaluiert.