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レーザープラズマ光源EUV顕微鏡の開発と広視野マルチスケール観察への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16H03877
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関東京工芸大学 (2017-2019)
東北大学 (2016)

研究代表者

豊田 光紀  東京工芸大学, 工学部, 准教授 (40375168)

研究分担者 大東 琢治  分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 助教 (50375169)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2016年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワードEUV / multi layer mirror / 多層膜ミラー / 高分子 / ポリマーブレンド / EUV顕微鏡 / 応用光学・量子光工学 / 対物鏡 / 高倍率 / CCD検出器 / 極紫外線 / 階層構造
研究成果の概要

研究代表者は、独自に見出した多層膜ミラー結像系の設計解に基づき結像型EUV顕微鏡を開発し、波長13.5nmにおいて、世界最高分解能30nmを実証した。本研究では、 提案光学系とレーザープラズマ光源を組み合わせ、実験室規模のEUV顕微鏡を開発した。顕微鏡では、マイクロ-ナノ階層構造を持つ高分子材料などの試料を 1-shot(10ナノ秒)露光し、直径200μmの広視野の一括マルチスケール観察を実現できた。今後は、EUV顕微鏡を学会・産業界で 広く活用される実用システムとして位置づけたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体や先端機能性材料は、10nmから100μmの空間スケールで各構成要素が有機的に組み合わさる階層構造を成しており、その機能の理解・制御には、このマイクロ-ナノ階層構造の高速可視化技術が強く求められている。代表者の独創である多層膜ミラー対物鏡は、これらの試料を構成するマイクロ-ナノ階層構造を、1-shot露光で高速に可視化するキーデバイスであり、本研究により、高速・マルチスケール・リアルタイムEUV観察へのブレークスルーが実現すれば、EUVイメージングの当該分野への急速な展開が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Global optimization of two-multilayer mirror objective for focusing soft X-ray high harmonics2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoda Mitsunori、Yamashita Shota、Chen Jun
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 11032 ページ: 26-26

    • DOI

      10.1117/12.2520543

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Multilayer Mirrors for Focusing Objective in 40-nm Wavelength Region2018

    • 著者名/発表者名
      M. Toyoda, Y. Tamaru, S. Mori, K. Sawada, Y. Fu, E. J. Takahashi, A. Suda, F. Kannari, K. Midorikawa, M. Yanagihara
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Physics

      巻: 202 ページ: 287-290

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging properties of an extreme ultraviolet microscope objective with reduced Fresnel number2017

    • 著者名/発表者名
      Toyoda Mitsunori、Kuramitsu Kota、Yanagihara Mihiro
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 405 ページ: 312-317

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2017.08.031

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] LOW-ORDER ABERRATIONS CORRECTION OF EXTREME ULTRAVIOLET IMAGING OBJECTIVE WITH DEFORMABLE MULTILAYER MIRRORS2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori TOYODA, Ryo SUNAYAMA, Mihiro YANAGIHARA
    • 雑誌名

      Proceedings of the MEDSI 2016 Conference

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 軸外物体を考慮したEUV多層膜ミラーの光学設計2020

    • 著者名/発表者名
      相澤駿介,豊田光紀
    • 学会等名
      第67回 応用物理学会 春季学術講演会(上智大学 四谷キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Global optimization of two-multilayer mirror objective for focusing soft X-ray high harmonics2019

    • 著者名/発表者名
      M. Toyoda, S. Yamashita, J. Chen
    • 学会等名
      SPIE, EUV and X-ray Optics: Synergy between Laboratory and Space VI
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Polymer Blend Films on Transmission EUV Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Syunsuke Aizawa, Toshiyuki kakudate, Shiori Gondai, Mitunori Toyoda
    • 学会等名
      PXRNMS2018 International Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリマーブレンドのEUV顕微観察に適した試料準備条件2018

    • 著者名/発表者名
      相澤駿介, 角館俊行, 権代詩織, 豊田光紀
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 回折限界EUV顕微鏡の開発とポリマー試料のモルフォロジー解析への応用2017

    • 著者名/発表者名
      豊田光紀
    • 学会等名
      第14回X線結像光学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 30nm分解能を実現する実験室EUV顕微鏡の開発2017

    • 著者名/発表者名
      豊田光紀
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 マルチディメンジョナルトモグラフィ研究部会「様々な量子ビームによる3次元イメージング」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Point Diffraction Interferometer for Inspection of High-Magnification Objective for Extreme Ultraviolet Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Toyoda, Ryo Sunayama, Mihiro Yanagihara
    • 学会等名
      The 61st International Conference on Electron, Ion, and Photon Beam Technology and Nanofabrication
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extreme Ultraviolet Microscope Based on Multilayer Mirror Optics with Diffraction-Limited Spatial Resolution2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Toyoda
    • 学会等名
      The 24th General Congress of the International Commission for Optics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マグネトロンスパッタに適用できる多層膜ミラーの周期長分布制御機構の開発(2)2016

    • 著者名/発表者名
      金子 明誉,豊田 光紀,高田 昌樹
    • 学会等名
      第71回応用物理学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      青葉記念会館(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Design, fabrication, and test of extreme ultraviolet microscope with 30-nm spatial resolution2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Toyoda
    • 学会等名
      Physics of X-Ray and Neutron Multilayer Structures Workshop 2016
    • 発表場所
      エンスヘーデ (オランダ)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マグネトロンスパッタに適用できる多層膜ミラーの周期長分布制御機構の開発2016

    • 著者名/発表者名
      金子 明誉,豊田 光紀,高田 昌樹
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] LOW-ORDER ABERRATIONS CORRECTION OF EXTREME ULTRAVIOLET IMAGING OBJECTIVE WITH DEFORMABLE MULTILAYER MIRRORS2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Toyoda,Ryo Sunayama,Mihiro Yanagihara
    • 学会等名
      9th edition of the Mechanical Engineering Design of Synchrotron Radiation Equipment and Instrumentation (MEDSI) conference
    • 発表場所
      バルセロナ (スペイン)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 見えない光を自在に操り、世界初の光学顕微鏡を開発

    • URL

      https://www.t-kougei.ac.jp/manabi/engineering/37738.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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