マイクロフォーカス光学系設計法の研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650034
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 波岡 武 東北大学, 名誉教授 (90015743)
• 研究分担者: 増井 新 住友重機工業(株), 総合技術研究所, 研究員 ; 小池 雅人 日本原子力研究所, 関西研究所, 主任研究員 ; 木下 博雄 姫路工業大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (50285334) ; 柳原 美広 東北大学, 科学計測研究所, 助教授 (40174552)
• キーワード: マイクロフォーカス / 2素子光学系 / シャバルツシルト光学系 / テレセントリック光学系 / 光線追跡 / 収差解析 / スポットダイアグラム / EUVL

研究概要

コンピューターによる記号計算を援用し、マイクロフォーカス及び分光の両光学系に適用可能な2素子光学系のスポットダイアグラムと3次収差の解析的表式を確立した。これらの表式は、3次元の広がりを持つ光源と2枚の楕円面回折格子からなる光学系に対するもので、シュバルツシルト顕微光学系にも適用でき、それらの系のスポットダイアグラムと各収差毎の収差曲線を算出できる。シュバルツシルト顕微光学系については、光線追跡によりスポット径に及ぼす鏡軸合せ誤差の影響を調べた。軟X線リソグラフィ用の3枚非球面鏡からなるテレセントリンク光学系について、光学系の各駆動軸の最大トレランス内での瞳面上の波面収差を全て求め、収差に及ぼす軸変位の影響を調べた。また、実際の光学系のフィゾ干渉測定から求めたゼルニケ係数をもとに収差解析を進め、軸変位との関係を明らかにした。得られた軸変位量をフィードバックすることにより高精度の鏡軸合せが可能であることを確認した。光線追跡法の高速化、汎用性を高めるため、GUI環境で使用できる言語を用いた光線追跡プログラムの基幹部分を開発した。これには各放射光施設の光源のマシンパラメータが内蔵され、多素子ビームライン光学系の光線追跡が可能である。これはまた、光学素子の表面形状誤差、熱変形等を考慮した光線追跡への拡張性を有する。このプログラムに熱変形データの提供を可能にするため、アンジュレーター光照射による反射鏡の熱変形解析を試み、その基礎固めを行った。像の空間分解能の実用的な定義としてレーリー基準に実効ガウス型分布関数を導入し、実験データのある軟X線斜入射モンク・ギリーソン型不等間隔溝平面回折格子分光器、軟X線斜入射平面結像球面回折格子分光器に適用し、その有効性を確認した。

研究成果

• [文献書誌] H.Kinoshita,T.Watanabe,and M.Niibe: "Synchrotron Radiation Lithography for manufacturing Integrated Circuits Beyond 100 nm" Journal of Synchrotron Radiation. 5. 320-325 (1998)
• [文献書誌] T.Watanabe,T.Haga,M.Niibe,and H.Kinoshita: "Design of beamline optics for EUVL" Journal of Synchrotron Radiation. 5. 1149-1152 (1998)
• [文献書誌] M.Koike,T.Yamazaki,and Y.Harada: "Design of holographic gratings recorded with aspheric wave-front recording optics for soft X-ray flat field spectrographs" Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] S.Mashui and T.Namioka: "Third-Order Aberration Theory of Double-Ekement Optical Systems" Abstracts of 12^<th> Intem.Conf.Vacuum Ultraviolet Radiation Physics. We-118 (1998)
• [文献書誌] D.Attwood,M.Koike et al.: "Tunable coherent radiation in the soft X-ray and extreme ultraviolet spectral regions" IEEE Journal of Quantum Electronics. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] M.Toyoda,N.Miyata,M.yanagihara,and M.Watanabe: "Zero-Order-Free,Multilayer-Coated Laminar Grating in the 31 nm Region" Japanese Journal of Applied physics. 37・4A. 2066-2067 (1998)
• [文献書誌] T.Namioka: "Vacuum Ultraviolet Spectroscopy I,Experimental Methods in the Physical Sciences Vol.31(Chapter 17)" Academic Press,New York, 347-377 (1998)
• [文献書誌] M.Koike: "Vacuum Ultraviolet Spectroscopy II.Experimental Methods in the Physical Sciences Vol.32(Chapter 1)" Academic Press,New York, 1-20 (1998)