Methodenentwicklung: EUV-Interferenzlithographie
Die Forschung konzentriert sich auf die Untersuchung der Auflösungsgrenzen der Interferenz- und Proximity-Lithographie mit EUV-Strahlung. Verschiedene Arten von EUV-Laborstrahlungsquellen wurden im Hinblick auf die Erzielung der höchsten Strukturdichte und -qualität untersucht. Dies sind insbesondere die Xenon-Gasentladungsplasmaquelle (breitbandige Strahlung bei 11 nm Wellenlänge), der Ne-ähnliche, auf Ar-Plasma basierende EUV-Laser (kohärente, schmalbandige Strahlung bei 46,9 nm) und die High-Harmonic-Generating-Quelle (HHG) (bei 29 nm). Auch verschiedene Interferenzlithographie-Ansätze wurden implementiert und experimentell untersucht. Dazu gehören die reflektierende Interferenzlithographie mit Lloyd's Spiegel, die Proximity-Lithographie und verschiedene Arten der Talbot-Lithographie (siehe Abb. 5) [1-4]. Ergänzt wird dies durch numerische Simulationen der optischen Wellenausbreitung von EUV-Strahlung, um die Grenzen der Auflösung und des Kontrasts für diese Verfahren vorherzusagen. Allgemeine Forschungsziele sind die Analyse der optischen Eigenschaften bestimmter EUV-Quellen im Hinblick auf die Strukturierungsmöglichkeiten, die Optimierung des optischen Designs von Interferenzlithografiesystemen für die Verwendung von EUV-Strahlung und das Verständnis der Grenzen verschiedener Methoden.
In Zusammenarbeit mit den Instituten RWTH-TOS und RWTH-Infrarot-Nano-Optik wurden großflächige Arrays komplexer Nanoantennen mit laborgestützter EUV-Näherungslithographie hergestellt. Die präzise Kontrolle über den Masken-Wafer-Abstand und die Belichtungsdosis erhöht die Flexibilität der beugungsunterstützten EUV-Lithographie und ermöglicht die Erzeugung einer Vielzahl unterschiedlicher Nanostrukturen mit ein und derselben Maske [2].
Für den nicht-paraxialen Fall haben wir die Skalierbarkeit der Talbot EUV-Lithographie theoretisch untersucht. Die FDTD-Simulation hat gezeigt, dass achromatische und fraktionierte Talbot-Lithographie mit Amplituden-Transmissionsmasken effektiv für Nanostrukturierung und Pitch-Demagnifikation eingesetzt werden kann [1,4]. Die praktische Auflösungsgrenze im achromatischen Talbot-Regime liegt bei 7,5 nm halbem Pitch mit TE-polarisiertem Licht.