Evaluation of fast EUV scintillator using 13.9 nm X-ray laser

13.9nmX線レーザーを用いた高速シンチレーターの評価

田中 桃子; 古河 裕之*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 猿倉 信彦*; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; 鏡谷 勇二*; Ehrentraut, D.*; 福田 承生*; 西村 博明*; 三間 圀興*

Tanaka, Momoko; Furukawa, Hiroyuki*; Murakami, Hidetoshi*; Saito, Shigeki*; Sarukura, Nobuhiko*; Nishikino, Masaharu; Yamatani, Hiroshi; Nagashima, Keisuke; Kagamitani, Yuji*; Ehrentraut, D.*; Fukuda, Tsuguo*; Nishimura, Hiroaki*; Mima, Kunioki*

EUV領域の光学技術はこの波長領域の光が次世代リソグラフィーの光源として有望であることから盛んに研究されている。効率的で高速のシンチレーターはキーデバイスの一つである。ここでは、13.9nmのEUVレーザーを用い、酸化亜鉛,窒化ガリウムのシンチレーション特性について計測した結果を報告する。計測は、試料にEUVレーザーパルスを照射し、分光ストリークカメラを用いて発光の時間分解分光観測を行った。その結果、酸化亜鉛で発光寿命3ns,中心波長380nm、窒化ガリウムでは発光寿命5ns,中心波長370nmの発光が確認された。このことから、シンチレーション物質としては酸化亜鉛の方がより好適であることが見いだされた。

Optical technologies in the extreme ultraviolet (EUV) region have been receiving strong interest for the next generation lithography. Efficient and fast scintillators are one of the key devices functioning in the EUV region. In this paper, we report excellent properties of ZnO and GaN as scintillators in the EUV region, and to demonstrate the feasibility of using a Ni-like Ag EUV laser operated at 13.9-nm to evaluate these properties. The sample was irradiated with EUV laser pulses, and the fluorescence spectrum and the fluorescence lifetime were measured using a streak camera fitted with a spectrograph. In the case of ZnO, a clear, excitonic, fluorescence peak was observed at around 380 nm with a decay lifetime of 3 ns. For GaN, a fluorescence peak at 370 nm having slower 5-ns decay time was observed. In this respect, the EUV scintillation properties of ZnO is said to be more favorable than GaN.