高効率レーザープラズマ光源と微細加工・組織制御への応用に関する研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21560752
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 望月 孝晏 University of Hyogo, 高度産業科学技術研究所, 特任教授 (80101278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮本 修治 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (90135757) ; 内海 裕一 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 准教授 (80326298) ; 天野 壮 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教 (50271200)
• Keywords: レーザープラズマ / 極端紫外光(EUV光) / プラズマデブリ / リチウム / ダブルパルス / キセノン / アルゴンガスバッファー / スパッタリング

Research Abstract

リチウムプラズマの実効EUV変換効率を同上する方法を探るため、ダブルパルスレーザー光を対向させてターゲット照射を行い、時間分解EUVカメラによって膨張プラズマの時間分解観察を行った。ターゲットとしては直径数百μmのガラスバルーンに数十μm厚のリチウムを蒸着した。デブリ放出角度分布はレーザー軸に対して90度方向に集中し、EUV発光角度強度はほぼ均一であるがレーザー照射方向に強い傾向が得られた。しかしながら、発光像の観察からダブルパルスを用いてもプラズマの均等加熱は困難であることがわかり、今後の検討課題となった。
キセノンターゲットへのアルゴンバッファーガスによるプラズマデブリの抑制の研究では、照射に用いる波長1μmNd:YAGレーザーは300mJ、160Hzの条件で連続運転を行った。発光点近傍に直径0.75mmのノズルを配置してアルゴンジェットとしてガスを供給、密度を局所的に増加させ、プラズマデブリによるスパッタリングの変化を膜厚計によって測定した。さらに、ジェットノズル先端から距離10mmの位置にステンレス製の板を配置してアルゴン密度を向上させて同様の照射を行った。
1L/minのアルゴンを供給することで、スパッタリングはバッファーガスを用いない場合と比較して1/3に抑制された。さらに、板を配置した場合には0.75L/minのガス供給によって1/100までスパッタリングは抑制され、チャージコレクターによって取得したイオンデブリのエネルギーも1/25程度まで減衰することが見出された。