EUVレーザーを用いた固体の時間分解分光

Time-resolved spectroscopy of solid-state materials using an EUV laser

猿倉 信彦*; 古川 裕介*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 西村 博明*; 三間 圀興*; 田中 桃子; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; 木村 豊秋; 鏡谷 勇二*; 福田 承生*

Sarukura, Nobuhiko*; Furukawa, Yusuke*; Murakami, Hidetoshi*; Saito, Shigeki*; Nishimura, Hiroaki*; Mima, Kunioki*; Tanaka, Momoko; Nishikino, Masaharu; Yamatani, Hiroshi; Nagashima, Keisuke; Kimura, Toyoaki; Kagamitani, Yuji*; Fukuda, Tsuguo*

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。短パルス,高輝度のEUVレーザーはこの波長領域の物性研究を推進するのに適した光源である。ここでは、13.9nmのEUVレーザーを用いて酸化亜鉛,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計測を行った。その結果、酸化亜鉛で発光寿命3ns,中心波長380nm,窒化ガリウムで発光寿命5ns,中心波長370nmの発光が観測され、酸化亜鉛がEUV用シンチレーターとして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. Here we report 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 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, as shown in Fig. 1. The prominent peak fluorescence is ideal for EUV detection and further applications including imaging. 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.