EUV-Monitor

 

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gas-Monitor-Detektor zum quantitativen Nachweis von hochgradig gepulster und sehr intensiver Strahlung im Vakuum-UV (VUV) bzw. Extrem-UV (EUV). Der Detektor ist frei von Sättigungseffekten und weitgehend unzerstörbar. Das zugrundeliegende Konzept kann als eine Weiterentwicklung von Gasdetektoren auf Basis von Sekundärteilchennachweis angesehen werden. Aufgrund seiner hohen Transparenz eignet sich der Detektor hervorragend als Online-Monitor, da die Strahlung nicht nennenswert abgeschwächt oder anderweitig beeinflusst wird.

Das Erfinder-Team

Anwendungsgebiete

Der Gas-Monitor-Detektor könnte neben seinem Einsatz bei FELs auch als Standardmonitor für die Strahlungsleistung bei der EUV-Lithographie zur Herstellung von Halbleiterbandelementen Verwendung finden.

Problemstellung

Der Detektor wurde ursprünglich zur quantitativen Bestimmung der extrem intensiven EUV Strahlung des Freie-Elektronen Lasers FLASH entwickelt und ist hier seit Jahren erfolgreich im Einsatz. Mittelfristig besteht allerdings auch im Bereich EUV-Lithographie zur Herstellung von Halbleiterbauelementen der zwingende Bedarf an intensiven EUV-Strahlungsquellen, die nach jetzigem Stand der Technik in jedem Fall hochgradig gepulste Strahlung emittieren oder eventuell gar auf dem FEL-Prinzip selbst basieren. Bei der industriellen Nutzung derartiger intensiver Quellen hochgradig gepulster Strahlung im Bereich der EUV-Lithographie ist eine genaue Kontrolle von Bestrahlungsdosen und ein Monitoring der Strahlungsleistungen unumgänglich. Für die Lösung dieser messtechnischen Probleme könnte das entwickelte Konzept des Gas-Monitor-Detektors die Grundlage darstellen.

Innovation

Das Konzept beinhaltet außerdem, über die präzise Messung des verwendeten Gasdruckes, die definierte Einstellbarkeit des Dynamikbereiches des Detektors, was insbesondere für dessen Kalibrierung mit monochromatisierter Synchrotronstrahlung niedriger Strahlungsleistung entscheidend und neu ist.

Praxis

Die prinzipielle Funktionsweise des Gas-Monitor-Detektors wurde zunächst bei Eichmessungen (PTB, BESSYII) sowie Messungen an der Tesla-Test-Facility gezeigt. Seit 2005 sind insgesamt 4 Gas-Monitor-Detektoren bei FLASH im permanenten Einsatz und liefern kalibrierte Strahlungs-leistungen mit Messunsicherheiten von <10%. Darüber hinaus wurde der Detektor kontinuierlich weiterentwickelt, so dass auch Strahlung im Röntgenbereich quantitativ nachgewiesen werden kann. Diverse Round-Robin-Tests an unterschiedlichen Strahlungsquellen wie dem freien Elektronen Laser in Japan und den USA,  aber auch an klassischen Lasern haben den Detektor mittlerweile als einen (Transfer-)Standard etabliert.