Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Kurzzeitphysik Mittwoch
K 5 Poster Kurzzeitphysik
Zeit: Mittwoch 17:45–19:45 Raum: Foyer
K 5.1 Mi 17:45 Foyer
Frequenzskalierung einer EUV-Quelle auf Basis einer Pseudofunkenentladung
— •Oliver Rosier 1 , Klaus Bergmann 2 , Willi
Neff 2 , Rolf Wester 2 , Rolf Apetz 3 , Jeroen Jonkers 3 und Joseph
Pankert 3 — 1 Lehrstuhl für Lasertechnik, 52074 Aachen, Germany,
Steinbachstr. 15 — 2 Fraunhofer Institut für Lasertechnik, 52074 Aachen,
Germany, Steinbachstr. 15 — 3 Philips Extreme UV GmbH, 52074
Aachen, Germany, Steinbachstr. 15
Die extrem ultraviolett Lithographie (EUVL) gilt als das aussichtsreichste
Konzept für die Erzeugung von Halbleiterstrukturen auf der 10
Nanometerskala. Quellen für die EUV-Lithographie müssen Anforderungen
z.B. an die emittierte Leistung, die Lebensdauer und die Repetitionsrate
(> 7kHz) erfüllen. Die von uns entwickelte EUV-Quelle ist ein
hohlkathoden-getriggertes (HCT) Pinchplasma auf Basis der Pseudofunkenentladung.
Durch eine Hochstromentladung (I ∼ 10kA) wird in einer
Xenonatmosphäre (pXe ≃ 10Pa) zwischen zwei Elektroden ein Plasmakanal
gezündet. Durch die Kompression des Plasmakanals im Eigenmagnetfeld
werden Temperaturen und Dichten (Te ≃ 20eV, ne ≃ 10 18 cm −3 )
erzeugt, die für die Emission von EUV-Strahlung notwendig sind. Um
wiederholt Spannung an die Elektroden anlegen zu können, muß der
Bereich zwischen den Elektroden nach einer Entladung durch Rekombinationsprozesse
wieder hochohmig werden. Die Zeitskala auf der diese
Prozesse stattfinden bestimmen die erreichbare Repetitionsrate. Es wird
diskutiert welche Prozesse die Rekombination bestimmen, und daraus
abgeleitet wie die Repetitionsrate erhöht werden kann.
Die Arbeit wurde gefördert durch das BMBF (Projekt-Nr. 13N8132).
K 5.2 Mi 17:45 Foyer
Die Pseudofunkenentladung - Untersuchungen zur Optimierung
des Einsatzes als Strahlungsquelle im EUV-Spektralbereich —
•Rainer Bischoff und Klaus Frank — Physikalisches Institut I,
Universität Erlangen-Nürnberg, Erwin-Rommel-Str.1, 91058 Erlangen
Die sogenannte Lithographie der nächsten Generation benötigt
intensive EUV-Strahlungsquellen bei einer Wellenlänge λ = 13.5nm.
Ein vielversprechendes Konzept einer gasentladungsbasierten EUV-
Strahlungsquelle basiert auf dem Prinzip der Pseudofunkenentladung.
Unter Einsatz von Xenon als Arbeitsgas erfolgt eine breitbandige
Emission von EUV-Strahlung im Spektralbereich von 10 bis 18nm,
dominiert vom Xe XI 4d−5d Übergang bei der geforderten Wellenlänge.
Diskutiert wird der Einfluß der elektrischen Kenngrößen (Strom I,
Stromanstiegsrate I), ˙ des Elektrodenmaterials (Mo, Cu und CuW-
Legierungen), von Arbeitsdruck und Triggerprinzip auf die Dynamik der
Pseudofunkenentladung und somit auf die EUV-Erzeugung.
Diese Arbeit wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF), Projekt 13N8132
K 5.3 Mi 17:45 Foyer
Vakuum-UV-Spektren von einer Kapillarentladung in Neon —
•Lothar Michel und Wolfgang Seelig — Institut für Angewandte
Physik, TU Darmstadt, Schlossgartenstr. 7
Es wurden zeitintegrierte Spektren einer Kapillarentladung in Neon im
Bereich von 6 nm bis 80 nm registriert. Die emittierten Linien reichen
von NeV (kohlenstoffähnlich) bis NeVIII (lithium- ähnlich), wobei die
NeVIII-Linien mit der höchsten Intensität emittiert werden. Die Emission
einiger Linien wurde auch zeitauf- gelöst mit einer gepulsten Kanalplatte
und anschließender CCD- Kamera untersucht. Die Ergebnisse, auch in
Bezug auf die Plasma- parameter der Entladung, werden präsentiert.
K 5.4 Mi 17:45 Foyer
Investigations on Charge Exchange XUV-laser schemes —
•V. A. Vorontsov 1 , I. F. Shaikhislamov 2 , M. Born 1 , B. N.
Chichkov 3 , and B. Wellegehausen 1 — 1 Institut für Quantenoptik,
Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover — 2 Institute of
Laser Physics, Novosibirsk — 3 Laserzentrum Hannover e.V.
Charge-exchange pumping as possible mechanism for XUV-lasing is
investigated. For basic studies the well-known reaction C 4+ + H →
C 3+ + H + has been chosen. C 4+ ions are produced by fs-laser ablation
of a carbon target. The ablation plasma interacts with a pulsed gas jet
close to the target. The experimental setup allows to study the process
at high densities (above 10 16 cm −3 ) of the particles which is necessary for
XUV lasing purposes. Spectra of the plasma and time resolved studies of
the emission from specific lines, with and without interacting gas, bear
strong evidence for selective charge-exchange pumping. Close to the target,
an increase of line intensities from C 3+ (n=3 to n=2) by more than 3
times is observed [1]. Of specific interest is the reaction C 5+ + H → C 5+
(n=3) +H + . The emission of C 5+ (3p-2s) at 18.2 nm is well known for
recombination lasing [2]. Also in this case an enhancement of the line intensity
is obtained. Attempts to measure gain by variation of the plasma
length will be reported.
[1] V. A. Vorontsov et al., J. Phys. B 36, 3865 (2003)
[2] S. Suckewer et al., Phys. Rev. Lett. 55, 1753 (1985)
K 5.5 Mi 17:45 Foyer
Technik und Parameter elektronenstrahlangeregter Ultraviolettlichtquellen
— •J. Wieser 1 , A. Görtler 1 , A. Hohla 1 , G.
Kornfeld 2 , R. Krücken 3 , A. Morozov 3 , F. Mühlberger 4 , J.
Piel 1 , R. Steinhübl 3,2 , A. Ulrich 3 und R. Zimmermann 4,5,6 —
1 TuiLaser AG, 82110 Germering — 2 THALES Electron Devices, 89077
Ulm — 3 TU- München, Fak. f. Physik E12, 85748 Garching — 4 GSF,
Inst. f. Ökol. Chemie, 85764 Neuherberg — 5 BIFA, 86167 Augsburg —
6 Univ. Augsburg, Inst. f. Physik, 86159 Augsburg
Die Anregung dichter Gase (typ. 1 bis 4bar) mit niederenergetischen
(typ. 15keV) Elektronenstrahlen ermöglicht die Entwicklung neuartiger
Ultraviolett- Excimerlichtquellen. Diese können mit Strahlpulsen bis herab
in den Nanosekundenbereich oder auch völlig kontinuierlich betrieben
werden. Durch die intensive Wechselwirkung niederenergetischer Elektronen
mit dem Gas ergeben sich hoch-brillante Quellen mit Ausdehnungen
des leuchtenden Volumens im Millimeterbereich und darunter. Die
Einkoppelung der Elektronenstrahlen erfolgt durch 300nm dünne Keramikmembranen.
Die Technologie dieser Membranen, ihre Druckfestigkeit,
sowie eine neuartige Technik zur Strahlungskühlung wird vorgestellt. Für
die Lichtquellen wurde eine spezielle, sehr kompakte Elektronenkanone
entwickelt und getestet. Das Material der Gaszelle, sowie die Art der Anregung
erlauben hohe Gasreinheit und somit hohe Lichtausbeute. Es wird
gezeigt, welche Parameter und Emissionsspektren sich bei den Lichtquellen
durch unterschiedliche Gase bzw. Gasmischungen realisieren lassen.
Gefördert durch: BFS, DFG, MLL
K 5.6 Mi 17:45 Foyer
Femtosecond Laser-Induced Breakdown in Fluorides - Comparison
of Single-Shot and Multi-Shot Ablation Thresholds —
•Sebastian Eckert 1 , Florenta Costache 1,2 , Phillippe Martin 3 ,
Alexandre Semerok 4 , Olivier Gobert 3 , and Jürgen Reif 1,2 —
1 LS Experimentalphysik II, Brandenburgische Technische Universität
Cottbus, Universitätsplatz 3-4, 03044 Cottbus, Germany — 2 JointLab
IHP/BTU Cottbus, Universitätsplatz 3-4, 03044 Cottbus, Germany —
3 CEA Saclay, DSM/DRECAM/SPAM, 91191 Gif sur Yvette Cédex,
France — 4 CEA Saclay, DPE/SPCP/LSLA, 91191 Gif sur Yvette Cédex,
France
Single-shot ablation thresholds from single crystalline targets of BaF2
and CaF2, irradiated under high vacuum by 50-100-fs laser pulses at 800
nm and 400 nm, respectively, are measured and compared to multi-shot
ablation thresholds at significantly lower laser intensity. We investigate
and compare crater diameter, depth and ablated volume using an optical
profilometer and atomic force microscope inspection.
Previous studies [1], indicate that the actual damage occurs through
the relaxation from a highly non-equilibrium state. While at lower intensity,
in the multi-shot regime, the basic mechanism was shown to be pure
Coulomb explosion of an electrostatically charged surface, at increasing
laser intensity, a threshold can be assigned for the onset of a phase explosion.
The single and multi-shot threshold measurements indicate the
impact on the surface breakdown of the two different regimes.
[1] J. Reif, F. Costache, M. Henyk, S.V. Pandelov: Appl. Surf. Sci.
197-198, 891 - 895 (2002).
K 5.7 Mi 17:45 Foyer
A model study of molecular isomerization induced by half-cycle
and few-cycle infrared pulses — •Christoph Uiberacker and
Werner Jakubetz — Institut für theoretische Chemie und Molekulare
Strukturbiologie, Universität Wien, Währingerstrasse 17, 1090 Wien,
Austria