2011 Fiscal Year Annual Research Report
EUVレーザーによるアブレーション基礎過程の解明とマスクフリー微細加工への展開
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21360364
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
河内 哲哉 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (40343941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石野 雅彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (80360410)
長谷川 登 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (50360409)
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| Keywords | 量子ビーム / 材料加工、処理 / 高性能レーザー / EUVレーザー |
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| Research Abstract |
平成23年度は、EUVレーザー干渉計を利用チャンバーへ設置し、干渉露光を行った。露光材料は、前年度に最適露光条件(フルエンス)を実験的に見いだしたレジスト材とLiF晶を用いた。得られた干渉縞に関しては、プラズマからの紫外線発光成分の混入によりレジスト材への露光の場合のコントラストの低下が見られた。LiF結晶では明瞭な干渉縞が得られており、紫外線成分の更なる除去対策を施す必要がある。
EUV光によるアブレーション基礎過程の解明に関しては、金属にEUVレーザーの単一パルスを照射した際に、70-100nmの直径を持つ円錐型の構造が100-200nmの間隔で生成することを見いだした。この波長領域での自己組織化等の現象はこれまでに報告がなく、ロシアのランダウ理論研究所と協力しその生成機構解明を試みた。その結果、EUVパルスレーザーを試料人照射した際に、試料表面から深さ数10nmの領域が融解・蒸発し、その領域の膨張に伴い表面層が押し上げられることで円錐形のナノ構造が生成することを明らかした。また、本研究期間中に行った一連の金属および絶縁体へのEUVレーザー照射実験結果から、EUVレーザーの照射フルエンスに対する物質ごとのアブレーション深さの関係を系統的に明らかにした。
短波長レーザーの波長領域の拡大を目的として、ネオン様亜鉛イォンプラズマに励起X線を照射した際のレーザー発振(波長3.5nm)の可能性を計算機シミュレーションの手法により検討し、既存のレーザー技術で充分に実現可能であることを示した。
今年度の研究成果の一部は、Journal of Applied Physics, Controlled Plasma Physics, Physical Review A誌等の学術誌へ合計5本の論文と、SPIR等の国際会議における招待講演1件を含む合計4件の国内外の会議において発表した。
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[Journal Article] Ablation of insulators under the action of short pulses of x-ray plasma lasers and free-electron lasers2011
Author(s)
N. Inogamov, S. Anisimov, V. Khokhlov, A. Faenov, T. Pikuz, V. Fortov, Yu. Skobelev, Y. Kato, V. Shepelev, Y. Fukuda, M. Tanaka, M. Ishino, M. Kando, T. Kawachi, M. Kishimoto, M. Nagasono, M. Yabashi, T. Ishikawa, N. Ohashi, K. Tano, T. Togashi, Y. Senba
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Journal Title
J. Opt. Tech
Volume: 78
Pages: 473-480
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Nanoscale surface modification and formation of conical structure at aluminum surface induced by single shot exposure of soft x-ray laser pulse2011
Author(s)
M.Ishino, A.Ya.Faenov, M.Tanaka, N.Hasegawa, M.Nishikino, S.Tamotsu, T.A.Pikuz, N.Inogamov, V.V.Zhalhovski, T.Ohba, T.Kaihori, Y.Ochi, T.Kawachi
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Journal Title
Journal of Applied Physics
Volume: 109
Pages: "013504-1"-"013504-6"
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Laser ablation of gold : Experimental and Atomic Simulation2011
Author(s)
S.Inogamov, V.Stegaliv, G.Norman, V.Fortov, M.Ishino, M.Tanaka, N.Hasegawa, M.Nishikino, T.Ohba, T.Kaihori, Y.Ochi, T.Imazono, T.Kawachi, S.Tamotsu, T.Pikuz, I.Skobelev, A.Faenov
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Journal Title
JETP Letters
Volume: 93
Pages: 642-647
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Two-temperature warm dense matter produced by ultrashort extreme vacuum ultraviolet free electron laser (EUV-FEL) pulse2011
Author(s)
N.Inogamov, A.Faenov, V.Zhakhovsky, T.Pikuz, I.Skobelev, Yu.Petrov, V.Khokhlov, V.Shepelev, S.Anismov, V.Fortov, Y.Fukuda, M.Kando, T.Kawachi, M.Nagasono, H.Ohashi, M.Yabashi, K.Tono, Y.Senba, T.Togashi, T.Ishikawa
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Journal Title
Contrib.Plasma Phys.
Volume: 51
Pages: 419-426
DOI
Peer Reviewed
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