F_2レーザーリソグラフィー用コヒーレントVUV光源の開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13555010
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡部 俊太郎 東京大学, 物性研究所, 教授 (50143540)
• 研究分担者: 菅沼 崇 技術組合超先端電子技術開発機構, 研究員 ; 関川 太郎 東京大学, 物性研究所, 助手 (90282607)
• キーワード: リソグラフィー / F_2レーザー / チタンサファイアレーザー / 2光子共鳴4光波混合 / 157nm光源 / KBBF

研究概要

半導体デバイスの高集積化にともない、テクノロジーノード(線の幅)70nmが要求されている。この光源としてF_2レーザー(157.6nm)の開発が求められる。この研究ではリソグラフィー用F_2レーザースペクトル幅(0.2nm)より1ケタ スペクトルの狭いコヒーレント光源の開発を目標としている。このために2波長(768nm, 681nm)の単一モードチタンサファイアレーザーとその増幅器を開発した。768nmの3倍波の2光子をXe準位に共鳴させ、681nmと光混合(2光子共鳴 4光波混合)することにより157nm光を得た。出力は0.6mW,線幅は0.01pm以下で、F_2レーザーの線幅に比べ1ケタ以上狭かった。この結果はCLEO(レーザーとエレクトロオプティクス国際会議)のポストデッドラインペーパーに採択され、後Optics Lettersで発表した。
さらに中国科学院との共同研究により非線形結晶KBBFを用いた短波長化を行い、2倍波で179.4nmを得た(この結果はOptics Letters4月号で出版予定)。これは2倍波としては最短波長である。また最近、光混合により165nmを得、157nmへ近づく努力を行っている。165nmは非線形結晶で得られた最短波長である。

研究成果

• [文献書誌] T.Togashi, et al.: "Generation of milliwatt narrow-bandwidth vacuum ultraviolet radiation by an all-solid-state tunable high-average-power laser system"Optics Letters. 26・11. 831-833 (2001)
• [文献書誌] T.Suganuma, et al.: "157-nm coherent light source as an inspection tool for F_2 laser lithography"Optics Letters. 27・1. 46-48 (2002)
• [文献書誌] Y.Nabekawa, et al.: "高出力フェトム秒レーザーと物性研究(High Power, Femtosecond Lasers and the Application to Solid State Physics)"レーザー研究. 29・4. 218-224 (2001)
• [文献書誌] C.Chen, et al.: "Second harmonic generation from KBBF Crystal in the deep Ultraviolet"Optics Letters. 4月号(予定). (2002)