次世代の半導体リソグラフィー露光用極端紫外光源のスペクトル制御と高効率化

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本年度は，重元素多価イオン，特に原子番号が60番から83番までの極端紫外スペクトルのスペクトル構造を解析すると共に，次世代の半導体リソグラフィー露光用極端紫外光源として重要なSnによる13.5 nm光源およびGdによる6.x nm光源について放射特性を詳細に調べた．このため，以下のような研究を進めた．(1) 短パルス炭酸ガスレーザーシステムを構築し，パルス幅を3 nsから20 nsで可変とした．発振器は，リング型共振器であり，CdTe結晶に適切なバイアスを印加して，Qスイッチ動作させた．このことにより，パルス幅が15-20 nsのパルスが生成される．そのあと，Nd:YAGレーザー駆動Geプラズマミラーにより短パルス化した．このとき，CO2レーザーとNd:YAGレーザーの遅延時間を設けることにより，パルス幅を3-20 nsで可変にした．その後，14パスのマルチパス増幅することにより，最大150 mJ/pulseのパルスエネルギーを得た．(2) SnおよびGdのプラズマを生成し，炭酸ガスレーザーのパルス幅により，放射スペクトルや変換効率がどのようになるかを調べた．Snプラズマでは，CO2レーザーのパルス幅を変えてもスペクトル構造は変化しなかったが，Gdプラズマでは，CO2レーザーのパルス幅でスペクトル構造が変化し，スペクトル純度も変化した．較正されたエネルギーメータにより，エネルギー変換効率のパルス幅依存性も明らかにした．(3) 極端紫外スペクトル構造を規定するために，斜入射分光器の回折格子およびX線CCDカメラを放射光 (Photon Factory) で較正した．この結果を用いて，エネルギー変換効率を評価したところ，エネルギーメータで得られる結果とほぼ同等であることを確認した．これらの結果を，論文としてまとめているところである．