2017 Fiscal Year Annual Research Report
レーザープラズマ光源EUV顕微鏡の開発と広視野マルチスケール観察への応用
| Project/Area Number |
16H03877
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Polytechnic University |
|---|
Principal Investigator |
豊田 光紀 東京工芸大学, 工学部, 准教授 (40375168)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大東 琢治 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 助教 (50375169)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 多層膜ミラー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、独自に見出した多層膜ミラー結像系の設計解に基づき結像型EUV顕微鏡を開発し、波長13.5nmにおいて世界最高分解能30nmを実証した。一方で、研究は原理検証の段階で、提案光学系の高速性(短い露光時間)、マルチスケール性(広視野)、リアルタイム性の実証には至っていない。本研究では、提案光学系とレーザープラズマ光源を組み合わせ、実験室規模のEUV顕微鏡を開発する。さらに、マイクロ-ナノ階層構造を持つ高分子材料や生体を例に、試料を1-shot(10ナノ秒)露光し、直径200μmの広視野の一括マルチスケール観察を実現する。これにより、提案光学系の３つの利点を実証し、顕微鏡を学会・産業界で広く活用される実用システムとして位置づけることを目的にする。
H29年度は、これまでに開発した要素技術をもとに顕微鏡システムの構築を進めた。
①多層膜対物ミラーの開発
H28年度に得た光学設計に基づき、多層膜対物ミラーを開発した。開発には、曲面ミラー基板の研磨、多層膜の成膜、精密アライメント用ミラーホルダの開発、干渉計を用いた光軸調整、の4ステップが必要となる。曲面ミラー基板およびミラーホルダは、対物用と照明用ともに、兼務する東北大・多元研工場で製作した。サブnmの形状精度が必要な対物ミラー用基板は、複数セットを作製し選別し使用した。多層膜の成膜には、現有のマグネトロンスパッタ装置を用いた。周期長・反射率は、現有のX線回折計とレーザープラズマ光源軟X線反射率計(自作)により評価し、膜構造の最適化を図った。
②EUV顕微鏡システムの構築
H28年度に設計・製作した、大面積CCDの立ち上・調整を行った。また、現有のLPP光源、試料ステージ、および、上記で開発した、対物ミラー、照明光学系、大面積CCD検出器を、新規作製の真空槽に組み込み、EUV顕微鏡システムの構成を進めた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
開発中の大面積CCDカメラの冷却実験・データ解析を行っていた過程で、当初の予測に反し、大面積CCDチップの温度制御特性が不十分であることが判明したため、冷却機構の改良および評価を再度行う必要が生じた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
はじめに、標準試料(透過型テストパターン)の観察を行い、構成したEUV顕微鏡の空間分解能やコントラスト特性(MTF)の実測を行い、設計性能が得られているか確認を行う。
さらに、高分子フィルムの観察を念頭に、ロードロック機能を持つ試料ホルダを開発する。静止像の観察の後、試料セルの温度や応力を変化させ、それに伴う、フィルムの変形・破壊過程のリアルタイム観測にも挑戦する。
|
