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ナノ秒レーザー誘起円錐プラズマの中心軸集束放電を用いた高輝度極端紫外光源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17360161
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 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪大学

研究代表者

中野 元博  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (40164256)

研究分担者 片岡 俊彦  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50029328)
山内 良昭  大阪大学, 大学院工学研究科, 特任助教授 (00252619)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,800千円 (直接経費: 15,800千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
キーワード半導体デバイス製造 / 極端紫外光 / プラズマ / レーザー / パルスパワー / デバイス設計・製造プロセス / パルス放電
研究概要

次世代半導体デバイス製造のためのリソグラフィ装置で用いる中心波長13.5nmの極端紫外(EUV)光源は、中間集光点で115W以上の光パワーが供給できる高輝度と7kHz以上の繰り返しで百億ショット以上という長寿命が要求されている。特に、1ショット当たり10mJ以上という高いEUVエネルギー出力の実現のために新技術の開発が切望されている。本研究の目的は、ナノ秒レーザーで誘起した円錐プラズマが中心軸に集束する特性を利用して、集束した線状プラズマにパルスパワーを注入することで高輝度の極端紫外光源を実現することにある。本研究で用いた錫(Sn)は、13.5nm近傍に強い発光スペクトルのピークを示す物質である。Sn円錐貫通孔ターゲットに繰り返しレーザー照射を試み、計測されたEUV発光強度から光源特性を評価した結果、初期は孔径の増大とともに大きくなり、貫通孔が円筒型に変化した後、ほぼ一定値をとることが分かった。そこで、新たにストレートな円筒型貫通孔を持つSnターゲット構造を提案し、パルスレーザーの集光照射によるアブレーションで生成する円筒状プラズマからのEUV発光強度の時間変化を測定した結果、平板に比べて発光強度が増大し、指向性の高い放射角度分布が得られることが明らかになった。貫通孔からターゲット後方へ放射されるEUV強度の角度分布を計測して変換効率を評価し、EUVをリソグラフィ用光源として利用するために繰り返しレーザー照射に対するEUV発光強度を計測した結果、連続使用できる可能性を示した。以上の成果から、高性能EUV光源として、貫通孔入口へパルスレーザーを集光照射して孔内部に生成する円筒状プラズマから放射される極端紫外光を、デブリに汚染されない難い貫通孔出口後方から取り出して利用する新しい回転ターゲット方式の「レーザプラズマ光源」を提案し、特許出願を行った。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 高性能レーザプラズマEUV(Extreme-ultraviolet)光源の開発-繰り返し発光特性の評価-2007

    • 著者名/発表者名
      中野元博, 吉川隆弥, 大谷祐子, 井上晴行, 押鐘 寧, 片岡俊彦
    • 雑誌名

      2007年度精密工学会春季大会学術講演会 講演論文集

      ページ: 773-774

    • NAID

      130005028703

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of High Performance EUV Light Source by Laser Produced Plasma -Target Design and Evaluation of EUV Conversion Efficiency-2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshikawa, Y.Otani, M.Nakano, T.Kataoka, H.Inoue, Y.Oshikane
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology

      ページ: 133-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of High Performance EUV Light Source by Laser Produced Plasma-Target Design and Evaluation of EUV Conversion Efficiency-2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshikawa, Y.Otani, M.Nakano, T.Kataoka, H.Inoue, Y.Oshikane
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology

      ページ: 133-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of High Performance EUV Light Source by Laser Produced Plasma -Target Design and Evaluation of EUV Conversion Efficiency-2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshikawa et al.
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology

      ページ: 133-134

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高輝度レーザプラズマEUV(Extreme-ultraviolet)光源の開発-ターゲット設計と特性評価-2006

    • 著者名/発表者名
      吉川隆弥, 大谷祐子, 中野元博, 片岡俊彦, 井上晴行, 押鐘 寧
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会秋季大会学術講演会 講演論文集

      ページ: 73-74

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高性能レーザプラズマEUV(Extreme-ultraviolet)光源の開発-ターゲット構造とEUV変換効率の評価-2006

    • 著者名/発表者名
      中野元博, 吉川隆弥, 大谷祐子, 片岡俊彦, 井上晴行, 押鐘 寧
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会秋季大会学術講演会 講演論文集

      ページ: 585-586

    • NAID

      130004658236

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ナノ秒レーザ誘起円錐孔アプレーション・プラズマの発光計測2006

    • 著者名/発表者名
      中野元博, 細谷明弘, 吉川隆弥, 大谷祐子, 山内良昭, 片岡俊彦
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会春季大会学術講演論文集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] EUV光源開発のためのパルスレーザーによる高密度プラズマ生成と発光計測2005

    • 著者名/発表者名
      細谷明弘, 吉川隆弥, 中野元博, 山内良昭, 片岡俊彦
    • 雑誌名

      2005年度精密工学会秋季大会学術講演論文集

    • NAID

      130004656964

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] レーザプラズマ光源2007

    • 発明者名
      中野元博, 片岡俊彦
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2007-213321
    • 出願年月日
      2007-08-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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