次世代半導体リソグラフィ光源の空間構造が明らかに

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九州大学大学院総合理工学研究院の富田健太郎助教・内野喜一郎教授、ギガフォトン株式会社の開発チーム、西原功修博士(大阪大学名誉教授)およびレーザー技術総合研究所の砂原淳博士(現・米国 Purdue 大学)らは、次世代の半導体露光(リソグラフィ)で使われる極端紫外(EUV)光源プラズマに対して、その温度や密度の空間構造を世界で初めて明らかにしました。EUV 露光とは、非常に短い波長(13.5 ナノメートル、1 ナノは 10 億分の 1)の光を用いるリソグラフィ技術で、従来技術では難しかった半導体の微細加工が可能となります。そのため、Mooreの法則(半導体の微細化は 3 年で 4 倍になる)を維持する最重要技術といわれています。しかしその実用化・普及には、必要な波長域で圧倒的に強く光る光源(温度が 30 万度程のプラズマ)が必要です。本研究ではレーザートムソン散乱法という手法を用いて、5 ナノ秒の時間分解と、20マイクロメートルの空間分解で、EUV 光源の温度や密度の 2 次元空間分布計測を可能としました。その結果、明るい EUV 光源では、中心部の密度が低い「中抜け」の様な状態であり、この特徴的な密度構造が、優れた光源の実現に本質的に重要であることを示しました。光源構造が解明されたことで、今後、EUV 露光装置の高出力化が促進されることが期待されます。(本研究成果は、2017年 10 月 2 日(月)に英科学雑誌 Nature 姉妹誌の『Scientific Reports』に公開されました。)

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