超高出力真空紫外レーザーと物質との相互作用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10044167
• Research Institution: Miyazaki University
• Principal Investigator: 佐々木 亘 宮崎大学, 工学部, 教授 (30081300)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀山 晃弘 宮崎大学, 工学部, 助手 (00264367) ; 横谷 篤至 宮崎大学, 工学部, 助教授 (00183989) ; 窪寺 昌一 宮崎大学, 工学部, 教授 (00264359)
• Keywords: 真空紫外レーザー / コヒーレント制御 / 光CVD / 超短パルスレーザー

Research Abstract

平成11年度では下記の点について新しい知見を得た。
(1)超高出力レーザーを励起源とすることにより、希ガス中でエキシマ分子生成に成功した。また希ガスプラズマの電子温度、電子密度の見積もりを行った。真空紫外光の出力は、同時に観測される高調波と同程度あるいはそれ以上のものであり、実用的には十分な強度を持つことが判明した。
(2)超短光パルス真空紫外光増幅に関する理論モデルを開発した。モデルの妥当性を既存の紫外光源(希ガスハライドエキシマ分子)による超短パルス増幅結果と比較することにより確認した。このことから、同様な束縛・自由遷移を持つ希ガスエキシマ分子においても超短パルス光の増幅は物理的には同様であることが明らかとなった。
(3)基底状態が解離性の自由状態を持つ希ガスエキシマ分子の解離を制御し、これをさらに再励起することはレーザーの上準位数密度を増加させるためにも重要である。2波長の超短パルスレーザー光を用いることにより、希ガスエキシマ分子の解離する波束のダイナミクスをサブピコ秒の分解能でコヒーレント制御することに成功した。
(4)昨年度に行われた超短パルス用の増幅器設計に基づき増幅器を製作し、その動作特性について調べた。高繰り返し動作のために必須である小型の放電励起の希ガスエキシマ増幅器を作成し、これを用いて増幅器単体でのレーザー発振について世界で初めて成功した。
(5)半導体の基本物質であるシリコンと高出力真空紫外光とを相互作用させることにより、表面の自然酸化膜の除去ならびに平滑化、さらに表面の不純物質である有機物質の除去を行った。またTEOSを用いることにより、室温で酸化膜をシリコン基板上に均一に作製することに初めて成功した。品質管理の厳しい半導体産業界で用いられるレベルまで被加工物質が到達していることを確認した。

Research Products

• [Publications] 南畑 亮: "電子ビーム励起希ガスエキシマレーザー"宮崎大学工学部紀要. 28. 175-180 (1999)
• [Publications] 吉原 真哉: "真空紫外光によるSiウェハーの低温プロセス"宮崎大学工学部紀要. 28. 181-188 (1999)
• [Publications] 窪寺 昌一: "フェムト秒レーザーによる分子のコヒーレント制御"電子情報通信学会技術研究報告. 99. 49-52 (1999)
• [Publications] Shoichi Kubodera: "Arexcimer emission excited from argon clusters"Proceedings of 1999 OSA Annual Meeting. 98 (1999)
• [Publications] Shoichi Kubodera: "Ar excimer emission produced from Ar dimers"Proceedings of JAERI Symposium. (印刷中).
• [Publications] Wataru Sasaki: "thestate of the art of rare gas excimer lasers and lamps as a light sou*** for Giga-bit lithography"J.Photopolymer Science andTechnology. 11. 361-366 (1998)
• [Publications] Shoichi Kubodera: "Kr excimers produced by softy-raysemitted from alaser produced plasma"Appl.Phys.Lett.. 73. 1463-1465 (1998)
• [Publications] Junji Kawanaka: "AISKW higt peak pawer and 14ons short pulsekryptonercimerlamp using a pulsol silent discharge"Proceedings of SPIE. 3574. 466-469 (1998)
• [Publications] Shoichi Kubodera: "Vacuum ultraviolet rare-gas exeimer emissions initiated by high intensity laser produced elections"1998 OSA Technical Digest Series. 148-149 (1998)
• [Publications] 徳永 晋次: "真空紫外光による物質プロセス"宮崎大学工学部紀要. 27. 173-176 (1998)
• [Publications] 米谷 保幸: "放電励起希ガスエキシマレーザーの研究"宮崎大学工学部紀要. 27. 169-172 (1998)
• [Publications] 加来 昌典: "誘導ラマン効果を用いた希ガスエキシマの反転分布形成"宮崎大学工学部紀要. 27. 163-167 (1998)
• [Publications] 井手上 正人: "超短パルスレーザー励起短波長レーザーの研究"宮崎大学工学部紀要. 27. 157-161 (1998)
• [Publications] 池田 雅樹: "光励起短波長レーザーの研究"宮崎大学工学部紀要. 27. 151-155 (1998)