フレネル数が減少した軟X線高倍率光学系の結像特性の解明

• 研究課題/領域番号: 25390088
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 豊田 光紀 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40375168)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 極紫外 / 軟X線 / 顕微鏡 / フーリエ結像論 / 多層膜ミラー / 結像論 / 軟X線顕微鏡 / フレネル数

研究成果の概要

波長1－10nm程度の軟X線は、数10nmの高い空間分解能での元素分布イメージングへの応用が期待できる。研究代表者は軟X線顕微鏡用の高倍率対物鏡の開発の過程で、その結像特性が従来の低倍率光学系と異なることを見出した。本研究では、高倍率対物鏡の振る舞いを実験的に明らかにし、また、その結果を援用し、対物鏡の結像理論を新たに構築することを目的とし研究を行った。その結果、高倍率光学系では、像面のデフォーカス特性に非対称性が存在することが観測された。また、非対称性は、像側のフレネル数の低下で生じる固定位相項に起因し、ガウス像面の光強度分布には影響を与えないことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Flat-field anastigmatic mirror objective for highmagnification extreme ultraviolet microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Toyoda
  • 雑誌名: Advanced Optical Technologies 巻: 4 号: 4 ページ: 339-346
  • DOI: 10.1515/aot-2015-0020
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Demonstrating 30-nm spatial resolution of three-multilayer-mirror objective for extreme ultraviolet microscopy: Imaging test by observing lithography mask (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Toyoda,Kenjiro Yamasoe,Akifumi Tokimasa,Kentaro Uchida,Tetsuo Harada,Tsuneo Terasawa,Tsuyoshi Amano,Takeo Watanabe,Mihiro Yanagihara,Hiroo Kinoshita
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 7 号: 10 ページ: 102502-102502
  • DOI: 10.7567/apex.7.102502
  • NAID: 210000137252
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of Residual-Type Thin Absorber Defect on Extreme Ultraviolet Lithography Mask Using an Extreme Ultraviolet Microscope (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Amano, Susumu Iida, Ryoichi Hirano, Tsuneo Terasawa, Hidehiro Watanabe, Kenjiro Yamasoe, Mitsunori Toyoda, Akifumi Tokimasa, Tetsuo Harada, Takeo Watanabe, Hiroo Kinoshita
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 6 号: 4 ページ: 046501-046501
  • DOI: 10.7567/apex.6.046501
  • NAID: 10031166440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Analysis of the Characteristics of a High Magnification Imaging Optics for the Observation of Extreme Ultraviolet Lithography Mask to Predict Phase Defect Printability (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuneo Terasawa, Yukiyasu Arisawa, Tsuyoshi Amano, Takeshi Yamane, Hidehiro Watanabe, Mitsunori Toyoda, Tetsuo Harada, Hiroo Kinoshita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 号: 9R ページ: 096601-096601
  • DOI: 10.7567/jjap.52.096601
  • NAID: 210000142809
  • 査読あり
• [学会発表] 点回折干渉計による高倍率EUV顕微対物ミラーの１nm精度波面制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊田光紀,砂山諒,柳原美広
  • 学会等名: The 13th Symposium on X-Ray Imaging Optics
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2015-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] 単一アト秒パルス用回折限界集光システムの開発2 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田丸 裕基,森 哲,澤田 和寛,Fu Yuxi,高橋 栄治,須田 亮,神成 文彦,緑川 克美,豊田 光紀
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市)
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Ir レプリカX線反射鏡製作とNi トップレイヤーの性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川駿, 田村啓輔, 松本浩典, 田原譲, 山下広順, 宮澤拓也, 三石郁之, 佐治重孝, 小林洋明, 松本竜弦, 豊田光紀, 柳原美広
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学(神戸市)
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 広視野を30nm解像するEUV顕微鏡の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊田光紀
  • 学会等名: 分子研研究会（学協会連携）・放射光学会第8回若手研究会"軟X線イメージングの描く未来
  • 発表場所: 分子科学研究所(岡崎市)
  • 年月日: 2015-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] EUV結像系用点回折干渉計の波面測定精度の検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 砂山諒, 豊田光紀, 近藤祐治, 山川清志, 柳原美廣
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部第69回学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] 多層膜ミラーによるEUV回折限界結像系の開発の現状と展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田光紀
  • 学会等名: レーザー学会第469回研究会
  • 発表場所: 喜多方市
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] 小型フォトニック結晶波長板による点回折干渉計の高精度化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 砂山諒, 豊田光紀, 近藤祐治, 山川清志, 柳原美廣
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Design, fabrication, and test of a novel wide field microscope objective for extreme ultraviolet multiscale imaging. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Toyoda
  • 学会等名: The 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Design, fabrication, and test of an EUV mask imaging microscope for lithography generations with sub-16 nm half pitch (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Toyoda, K. Yamasoe, M. Yanagihara, T. Amano, T. Terasawa, A. Tokimasa, T. Harada, T. Watanabe, H. Kinoshita
  • 学会等名: 2013 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography
  • 発表場所: Toyama, Japan