希ガスクラスタによる真空紫外レーザー

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06452205
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 佐々木 亘 宮崎大学, 工学部, 教授 (30081300)
• 研究分担者: 河仲 準二 宮崎大学, 工学部, 助手 (50264362) ; 窪寺 昌一 宮崎大学, 工学部, 助教授 (00264359) ; 黒澤 宏 宮崎大学, 工学部, 教授 (80109892)
• キーワード: 真空紫外光 / 希ガスエキシマ / 希ガスクラスタ / 放電励起 / リソグラフィ光源

研究概要

平成5年までの一般研究(C)において、超音速ジェットにより生成された希ガスクラスタを放電励起して希ガスエキシマを生成し、真空紫外光を得る方法を提案し、その原理実証を行った。
本研究はそれを受けて、真空紫外光源として高出力化、高効率化をはかり、実用光源としての可能性を明らかにし、具体的に以下の成果を得た。
1.Arエキシマ(126nm)で9.1mW Kr(147nm)300mW Xe(172nm)500mWの出力を得た。
2.放電の磁場方向に磁場を印可することによって、出力で2.4倍、効率で約2倍の2%に性能が向上した。
3.上記3種類の希ガスエキシマによって、100nmから200nmの殆ど全域にわたる真空紫外の全域にわたって、スペクトルを得ることが出来た。
4.半導体リソグラフィ用の光源として実用の光源として、実用に耐えうる強度と効率を有する光源が得られた。
5.プラスックなど有機材料の光加工用の光源としても非常に有用であることが明らかになった。
6.有機材料の加工においては、ナノメートル以下の精密加工が可能であることが、原理的に実証された。
以上の成果により、今後次世代の半導体メモリーのリソグラフィ光源として、KrFレーザーやArFレーザーの次に来る光源として、実用化技術を確立するための基礎が得られた。今後これらの光源を用いた、新しい真空紫外光加工技術の展開を図りたい。

研究成果

• [文献書誌] Kazuo Nakamae: "Radiation effects of vacuum ultraviolet lasers in amorphous Si_3N_4 films" Nuclear Instrum.and Methods in Phys.Res.B91. 659-662 (1994)
• [文献書誌] Shoichi Kubodera: "Extended broad-band emission in vacuum ultraviolet by multi-rare-gas silent discharge" Jpn.J.Appl.Phys.34. L681-L620 (1995)
• [文献書誌] Kou Kurosawa: "Fabrication,characteristics,and preformance of diamond mirrors for vacuum ultravioletexcimer lasers" Opt.engineering. 34. 1405-1409 (1995)
• [文献書誌] 二神英治: "ガスジェット放電励起真空紫外キセノンエキシマ光源" レーザー研究. 23. 389-395. (1995)
• [文献書誌] Masahito Katto: "Electron beam pumped argon-excimer laser using an unstable resonator" IEEE J.Select.Topics Quantum Electron.1. 924-930. (1995)
• [文献書誌] Junji Kawanaka: "New xenon excimer lamps excited by quasi-cw jet discharges" IEEE J.Select.Topics Quantum Electron.1. 852-858. (1995)
• [文献書誌] Kazuo Nakamae: "Surface alternation of amorphous Si_3N_4 films by ArF excimer laser irradiation" Jpn.J.Appl.Phys.34. L1482-L1485. (1995)
• [文献書誌] Ken-ichi Mitsuhashi: "Xenon excimers produced from xenon clusters in a quasi-continuouswave jet discharge" Opt.Lett.20. 2423-2425. (1995)
• [文献書誌] 大楠勝正: "Si_3N_4セラミックスのレーザーアブレーションに関する研究" 宮崎大学工学部研究報告. 41. 123-128. (1995)
• [文献書誌] 小森基史: "放電励起希ガスエキシマレーザーの基礎研究" 宮崎大学工学部研究報告. 41. 111-116. (1995)
• [文献書誌] 本田雅則: "無声放電励起真空紫外希ガスエキシマランプの開発" 宮崎大学工学部研究報告. 41. 117-122. (1995)
• [文献書誌] 佐々木 亘: "新しいエキシマ光源とその将来" レーザー研究. 23. 1056-1067. (1995)