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次世代半導体リソグラフィ光源の空間構造が明らかに

October, 6, 2017, 福岡--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た。
 EUV露光とは、非常に短い波長(13.5nm)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る。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る。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。研究ではレーザトムソン散乱法という手法を用いて、5ナノ秒(ns)の時間分解と、20µm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る。
 研究成果は、Scientific Reportsに公開された。