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軟X線高次高調波を用いたナノメートル分解能レーザー加工プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K14053
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

本山 央人  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00822636)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード高次高調波 / EUVミラー / EUV / レーザー加工 / 光学素子
研究開始時の研究の概要

極端紫外領域(波長10~30 nm)のフェムト秒光パルスを高精度な非球面集光素子でサブミクロンサイズまで集光して固体試料に照射することにより,ナノメートルレベルの空間分解能を有するレーザー加工プロセスを確立する.加工閾値を超えるフルエンスを実現するために極端紫外光発生プロセスを最適化して光源強度を増強する.また,加工痕形状のフルエンス依存性を調査し,ナノメートル分解能を実現するための最適照射条件を探索する.

研究成果の概要

本研究の目的は、フェムト秒EUVレーザーを用いたナノメートル分解能レーザー加工の確立である。フェムト秒レーザーの高次高調波としてEUVレーザーを発生させ、高精度に加工したWolterミラーでサブミクロンサイズまで集光し、試料表面に照射する。種々の金属試料に対して加工テストを実施し、照射箇所を原子間力顕微鏡で計測したところ、サブミクロン加工が進行していることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、フェムト秒EUVレーザーを用いた物質のナノメートル分解能レーザー加工が可能であることが実証された。EUVは、物質への光侵入深さが極めて短いことから、可視光よりも少ないパルスエネルギーで加工を進行させることができる。すなわち、被加工物へと投入される熱量を低減させることができる。加工装置全体を真空中に設置する必要があるものの、熱影響を避ける必要のある微細加工の需要に応えうる技術であり、産業応用への展開が期待される。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Submicron structures created on Ni thin film by submicron focusing of femtosecond EUV light pulses2023

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Hiroto、Iwasaki Atsushi、Mimura Hidekazu、Yamanouchi Kaoru
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 16 号: 1 ページ: 016503-016503

    • DOI

      10.35848/1882-0786/acaebe

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Submicron structures created on metal thin films by submicron focusing of femtosecond EUV light pulses2023

    • 著者名/発表者名
      A. Ansai, H. Motoyama, A. Iwasaki, H. Mimura, K. Yamanouchi
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 紫外光による半導体材料の微細加工2022

    • 発明者名
      山内薫、本山央人、安齋哲央、三村秀和、岩崎純史
    • 権利者名
      山内薫、本山央人、安齋哲央、三村秀和、岩崎純史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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