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神野 智史; 藤田 奈津子; 田沼 肇*
第23回AMSシンポジウム報告集, p.89 - 92, 2022/12
AMSにおいて、塩水系の地下水の年代測定に重要な塩素-36(
Cl)測定は妨害核種となる硫黄-36(S)の影響により他の核種よりも測定が困難である。一般にClとSを分離するには、6MV以上の加速電圧が必要となる。そこで本研究は、イオンファネルを用いた反応セルを開発し、JAEA-AMS-TONO-5MVの低エネルギー側に組み込むことで目的核種のClの妨害核種となるSを選択的に抑制することを目的とする。
小池 文博*; 舟場 久芳*; 後藤 基志*; 加藤 太治*; 加藤 隆子*; 森田 繁*; 村上 泉*; 坂上 裕之*; 須藤 滋*; 鈴木 千尋*; et al.
AIP Conference Proceedings 1545, p.202 - 211, 2013/07
被引用回数：4 パーセンタイル：82.39(Physics, Applied)多電子,多価イオンを含むプラズマの状態の理解のために重要となる、原子番号が50から80までの原子の多価イオンのエネルギー準位や遷移確率について議論する。これらの原子データに関する理論計算の現状について述べる。また、W, Gd, Ndイオンの分光計測や、その結果の理論解析についても述べる。
佐々木 明; 砂原 淳*; 古河 裕之*; 西原 功修*; 藤岡 慎介*; 西川 亘*; 小池 文博*; 大橋 隼人*; 田沼 肇*
Journal of Applied Physics, 107(11), p.113303_1 - 113303_11, 2010/06
被引用回数：52 パーセンタイル：84.60(Physics, Applied)半導体露光技術用のEUV光源のためのSnプラズマの原子過程の研究を行った。Snの原子モデルをHULLACコードによって計算した原子データをもとに構築した。EUV発光に寄与するSnイオンの共鳴線,サテライト線を同定した。5価から13価までのイオンの4
-4
, 4
-4遷移の波長を、電荷交換分光法との比較,EUV光源の発光スペクトルや、オパシティ計測の結果との比較により検証した。開発したモデルは、典型的なEUV光源の発光スペクトルをよく再現することを確認した。発光に寄与するイオン種とその励起状態をすべて取り入れた衝突輻射モデルを構築し、輻射流体シミュレーションで用いる、プラズマの輻射放出・吸収係数の計算を行った。
佐々木 明; 砂原 淳*; 古河 裕之*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 田沼 肇*
High Energy Density Physics, 5(3), p.147 - 151, 2009/09
被引用回数：12 パーセンタイル：41.19(Physics, Fluids & Plasmas)EUV光源を次世代半導体リソグラフィ技術に応用することを目的とし、その高出力,高効率化を実現するために、媒質プラズマの輻射特性の研究を行っている。Hullacコードによって理論的に求められた原子データをもとに原子モデルの構築を行った。そして、モデルを実験的な発光,吸収スペクトルと比較して検証した。発光線波長を正確に求めることと、サテライト線の寄与の考慮を通じ、モデルの改良を行った。輻射流体シミュレーションを行った結果、発光線波長の原子番号依存性より、Snが以前考えられていたXeよりも優れた媒質であることを明らかにした。またCO
レーザーを励起源として用いると、プラズマが低密度化し、発光線の線幅が狭まる結果、高効率が得られることを示した。
大橋 隼人*; 須田 慎太郎*; 田沼 肇*; 藤岡 慎介*; 西村 博明*; 西原 功修*; 甲斐 健師; 佐々木 明; 坂上 裕之*; 中村 信行*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 163, p.012071_1 - 012071_4, 2009/06
被引用回数：7 パーセンタイル：89.07(Physics, Multidisciplinary)多価電離スズイオンのEUV領域(波長10
22nm)の発光スペクトルを、イオンの電荷交換分光実験及び電子ビームイオントラップ(EBIT)における電子衝突励起の実験で測定した。電荷交換分光実験では、共鳴線と励起状態間の遷移が観測されたのに対し、電子衝突励起実験では共鳴線のみが観測された。両者を比較して、どのような遷移が発光に寄与しているか考察した。
鈴木 千尋*; 加藤 隆子*; 佐藤 国憲*; 田村 直樹*; 加藤 太治*; 須藤 滋*; 山本 則正*; 田沼 肇*; 大橋 隼人*; 須田 慎太郎*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 163, p.012019_1 - 012019_4, 2009/06
被引用回数：11 パーセンタイル：93.87(Physics, Multidisciplinary)LHDにおける低密度プラズマ中のスズイオンからのEUVスペクトルの測定を行った。プラズマが急激に冷却し、放射崩壊に近づくときは、よく知られた13.5nm付近の発光が観測されるのに対し、プラズマが緩やかに冷却するときは、13.814.6nmに未同定のラインが見られた。前者は1114価,後者は19価以上のスズイオンの発光と考えられる。
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 田沼 肇*
Journal of Physics; Conference Series, 163, p.012107_1 - 012107_4, 2009/06
被引用回数：5 パーセンタイル：84.22(Physics, Multidisciplinary)EUV光源の多価イオン物理について報告する。次世代半導体製造技術で用いられるEUV光源には、波長13.5nmにおいて180Wの出力を発生することが要求されている。媒質として用いられるSn, XeなどのEUV波長域での発光は、10価前後の価数の多価イオンの線スペクトル放射であるが、これらのイオンは複雑な内部構造を持つので、これまではエネルギー準位や遷移確率などのデータが乏しく、主要な発光線の同定も行われていなかった。本研究では数値計算による原子データをもとに原子モデルを構築し、輻射流体シミュレーションと組合せ、光源の特性の解析,最適化を行った。計算結果を、電荷交換分光法によって精密に測定された各イオンの発光スペクトルや、オパシティ実験の結果と比較し、データを校正することにより、計算は実験をよく再現するようになった。
西原 功修*; 砂原 淳*; 佐々木 明; 田沼 肇*; 小池 文博*; 藤岡 慎介*; 西村 博明*; 島田 義則*
レーザー研究, 36(11), p.690 - 699, 2008/11
EUV光源の実用化のために重要な条件は、励起レーザー光からEUV光への変換効率(CE)を高めることである。われわれは原子物理に基づく考察により、SnがXeやLiなどよりも優れた媒質であることを示す。次に、プラズマの自己相似解に基づく理論モデルで、高いCEを得る最適な条件について議論する。そして、ドロップレットターゲットをCOレーザーのダブルパルスで照射することで57%の効率を得る可能性があることを示す。
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 田沼 肇*
レーザー研究, 36(Suppl.), p.1132 - 1135, 2008/11
EUVリソグラフィの実現のために、高出力,高効率の光源の実現が重要と考えられており、Snをターゲットとしたレーザー励起プラズマ(LPP)光源の輻射流体シミュレーションにより特性の評価と動作条件の最適化を行っている。本研究では、シミュレーションに用いる輻射輸送係数の理論計算を行った。HULLACコードで計算した原子データをもとに衝突輻射モデルを構築し、得られた結果を実験と比較して検証,改良を行った。主要な発光線波長を電荷交換分光法の実験結果で校正したこと、及びサテライト線の効果を適切にモデル化した結果、シミュレーションはよく実験を再現するようになった。プラズマを低密度化すると発光スペクトルが狭窄化することから、炭酸ガスレーザー励起が高効率化のために有利なことが示唆された。
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 田沼 肇*
Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042062_1 - 042062_4, 2008/00
被引用回数：5 パーセンタイル：86.72(Physics, Fluids & Plasmas)リソグラフィ用EUV光源として求められる、波長13.5nmにおけるSnプラズマの発光効率の向上,最適化のために、HULLACコードによって計算された原子データから求めた輻射輸送係数を用いて流体シミュレーションを行っている。理論,実験スペクトルの詳細な比較より、4から14価までのSnイオンの4d-4f, 4p-4d, 4d-5p, 4d-5f共鳴線とサテライト線が発光におもに寄与することが明らかになった。CIの効果を考慮して発光線波長を行い、さらに電荷交換分光法による実験との比較により原子データの精度が向上した。また、モデルを変えた反復計算により、サテライト線への寄与が大きい多電子励起,内殻励起状態が明らかになり、流体シミュレーションの精度が向上した。プラズマの密度が低いほど発光スペクトルが狭窄化し効率が高まるため、COレーザー励起は高効率化のためにも有利なことがわかった。
井澤 靖和*; 西原 功修*; 田沼 肇*; 佐々木 明; 村上 匡且*; 砂原 淳*; 西村 博明*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 島田 義則*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042047_1 - 042047_4, 2008/00
被引用回数：9 パーセンタイル：93.98(Physics, Fluids & Plasmas)高出力EUV光源システムの開発のために、レーザー生成Snプラズマの理論的,実験的なデータベースの構築を行った。プラズマの基礎過程の理解のもとに、デブリ粒子の発生を抑止しつつ、高効率で高出力の発光を得るための、最適なレーザー及びプラズマの条件が明らかになった。先進的なターゲット製造技術や、高出力レーザーの技術の開発についても併せて報告する。
西原 功修*; 砂原 淳*; 佐々木 明; 沼波 政倫*; 田沼 肇*; 藤岡 慎介*; 島田 義則*; 藤間 一美*; 古河 裕之*; 加藤 隆子*; et al.
Physics of Plasmas, 15(5), p.056708_1 - 056708_11, 2008/00
被引用回数：140 パーセンタイル：97.77(Physics, Fluids & Plasmas)Extreme ultraviolet (EUV) radiation from laser-produced plasma (LPP) has been thoroughly studied for application in mass-production of the next generation semiconductor devices. One critical issue for realization of a LPP-EUV light source for lithography is the conversion efficiency (CE) from incident laser power to EUV radiation of 13.5 nm wavelength (within 2% bandwidth). Another is solving a problem of damage caused by debris reaching a EUV collecting mirror. We here present an improved power balance model, which can be used for the optimization of laser and target conditions to obtain high CE. An integrated numerical simulation code has been developed for target design. The code is shown to agree well with experimental results not only for the CE but also for detailed EUV spectral structure. We propose a two pulse irradiation scheme for high CE and reduced ion debris using a carbon dioxides laser and a droplet or punch-out target.
砂原 淳*; 佐々木 明; 田沼 肇*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 山浦 道照*; 島田 義則*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 83(11), p.920 - 926, 2007/11
次世代の半導体露光用光源として注目されるレーザー生成スズプラズマからの極端紫外光(Extreme Ultra-Violet: EUV)を一次元、及び二次元の放射流体コードを用いて解析した。われわれは輻射過程を正確に計算するために、詳細原子コードを用いてスズプラズマのX線放射率,吸収率を計算し、その遷移エネルギーの精度を実験的に確認した。精度が検証された原子データをもとに光励起を考慮した一次元放射流体シミュレーションを行い、EUV光のプラズマ中での自己吸収が輻射輸送において重要であることを見いだした。さらにプラズマのスケール長がレーザースポットサイズと同等か、もしくは大きい場合には多次元的なプラズマの膨張が無視できないため、二次元放射流体コードを用いて解析を行った。その結果、プラズマの多次元な膨張が無視できない場合にはEUVの吸収スペクトルが減少し、EUV出力が増大することを見いだした。また、計算で得られたスペクトルは実験値をよく再現している。
田沼 肇*; 佐々木 明
プラズマ・核融合学会誌, 83(8), p.679 - 683, 2007/08
多価イオンのEUV(極端紫外)光源への応用について述べる。XeやSnの10価前後のイオンの4-4遷移から放出される光を、高出力,高効率なEUV光源に応用する可能性が、詳細な理論的及び実験的研究により明らかにされた。電荷交換分光法によるXe, Sn多価イオンの共鳴線の波長の測定をはじめ、原子データ,原子モデルの精度を高めることにより、実験的なレーザープラズマ光源の輻射変換効率やスペクトルを輻射流体シミュレーションで再現し、光源の特性の評価が行えるようになった。
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*; 西川 亘*; 藤間 一美*; 香川 貴司*; 小池 文博*; 田沼 肇*
High Energy Density Physics, 3(1-2), p.250 - 255, 2007/05
被引用回数：19 パーセンタイル：54.10(Physics, Fluids & Plasmas)EUV光源の研究開発を目的として行ってきた、Sn, Xeなどの高Z多価電離イオンの原子過程・輻射輸送に関する、理論・シミュレーション研究の成果を報告する。本研究では、HULLACコードで計算した原子データをもとに衝突輻射モデルを構築し、プラズマの輻射放出・吸収係数の計算を行った。次に、これらの係数を用いた輻射流体シミュレーションを行って、EUV発光スペクトルや変換効率を求め、実験結果と比較した。さらに、電荷交換分光実験やオパシティ測定実験の結果と詳細な比較を行い、原子データ、とりわけ主要な発光線の波長を精度よく求めることにより、シミュレーションによってEUV発光スペクトル,変換効率のレーザー照射条件やターゲット条件を再現できるようにした。原子素過程データ,衝突輻射モデル,スペクトル線幅や輻射輸送モデルなどの各要素について、本研究で改良を行った点と、さらに精度を向上させるために必要な研究開発の課題について議論する。
佐々木 明; 西原 功修*; 砂原 淳*; 西川 亘*; 小池 文博*; 香川 貴司*; 田沼 肇*
Proceedings of SPIE's International Symposium on Microlithography, Vol.6151, p.61513W_1 - 61513W_8, 2006/03
EUV光源用Xe, Snプラズマの原子過程の解析を行った。実験と輻射流体シミュレーションによるEUV発光スペクトルの比較を行い、主要な発光線の波長の精度が、実験結果を再現するために重要なことを示した。13.5nm帯における発光に最も重要な各価数のイオンの4d-4f共鳴線については、電荷交換分光法によって波長を正確に測定し、それによって原子データの改良を行った。サテライト線については、CI(配置混合)を考慮して波長と分布を求めるようにした。EUV波長領域でのスペクトルの形状とそのプラズマ温度,密度,光学的厚さによる変化について検討し、その効率に対する効果について考察した。
藤間 一美*; 西原 功修*; 河村 徹*; 古河 裕之*; 香川 貴司*; 小池 文博*; More, R.*; 村上 匡且*; 西川 亘*; 佐々木 明; et al.
Emerging Lithographic Technologies VIII, Proceedings of SPIE Vol.5374, p.405 - 412, 2004/00
次世代リソグラフィ用EUV光源の設計指針を与えるために行っている、理論,シミュレーション研究について報告する。原子過程シミュレーションと輻射流体シミュレーションを開発し、プラズマの温度,密度分布,放射X線スペクトル,13.5nm帯の放射への変換効率を評価する。ターゲットとして用いるXeやSnプラズマの複雑な原子過程の解析をより正確に行うため、複数の原子データコード(Hullac, Grasp等)とモデル計算(平均原子モデル),基礎的な分光実験を行い結果を相互に比較する。阪大レーザー研の激光XII号レーザーを用いて測定されたSnプラズマのEUV変換効率の解析を行う。
佐々木 明; 西原 功修*; 砂原 淳*; 西川 亘*; 香川 貴司*; 小池 文博*; 田沼 肇*
no journal, ,
次世代半導体リソグラフィ用光源として注目されている、SnやXeの20-50eVのプラズマの原子過程モデルについて述べる。本研究ではHULLACコードで計算した詳細な原子素過程データに基づく衝突輻射モデルを構築し、プラズマの輻射放出・吸収係数を計算し、さらにそれを用いて輻射流体シミュレーションを行って発光スペクトルや効率の評価を行った。多種、多様な原子データを効率よく扱うため、構造体,リスト,連想配列などのデータ構造を用いる計算手法を採用することで、メモリ使用量を減らし、大規模な衝突輻射モデルを構築できるようにした。初期の計算によるEUVスペクトルと実験との間には違いが見られたが、電荷交換分光実験によって共鳴線の正確な波長を求め、Pd様からCu様までのイオンの主要な共鳴線,サテライト線の波長のデータを改良することにより、実験との一致が改善されるようになった。
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 香川 貴司*; 田沼 肇*
no journal, ,
Sn, Xeプラズマの原子過程モデルの最近の成果について報告する。EUV光源として用いられる13.5nm帯の発光はSnでは4d-4f遷移に、Xeでは10価イオンの4d-5p遷移に起因し、そのスペクトル幅,形状はサテライト線の寄与によって決まる。本研究では、共鳴線の吸収によってスペクトル形状が大きく影響を受ける、オパシティの大きなプラズマにおける発光スペクトル,効率を輻射流体シミュレーションで再現できるようにするため、実験との比較を通じて原子データの改良を行った。さらに共鳴線の微細構造の効果や、温度が高いプラズマ中に生じる20価程度のイオンからの発光の効果を加えてモデルを改良し、発光スペクトル,効率のレーザー照射強度,波長,パルス幅に対する依存性や、低密度の酸化スズターゲットを用いた場合の効率の改善の可能性を検討した。
佐々木 明; 西原 功修*; 砂原 淳*; 小池 文博*; 香川 貴司*; 田沼 肇*
no journal, ,
われわれは、次世代半導体リソグラフィ用EUV光源開発を目的とし、詳細な原子モデルによるXe, Snプラズマのemissivity, opacityの計算を行い、それを用いた輻射流体シミュレーションによって、レーザー生成プラズマ光源の発光スペクトルや効率の評価を進めている。本研究では、温度20-50eVの条件でプラズマ中に存在すると考えられる、Pd様Kr様イオンについて、一電子励起状態とサテライト線発光に寄与多重状態を考慮した衝突輻射モデルを構築した。Snの発光スペクトルに関するこれまでの実験と計算の比較から、波長13.5nm領域のスペクトルの構造や、効率を求めるために4d-4f共鳴線及びサテライト線の正確な波長の値を用いることが重要なことがわかり、電荷交換分光法による各価数の共鳴線の波長の測定結果による原子データの改良を行った。これまでの解析ではスペクトル形状としては遷移線群全体をガウシアン分布とみなすUTA近似を用いていたが、共鳴線の構造,遷移線の分布が13.5nm領域のスペクトル形状に現れること、短波長側と長波長側にもそれぞれ4d-5f, 4d-5p遷移の構造が現れることがわかり、計算においてもこれらの発光線の構造を考慮するようにしたところ、輻射流体シミュレーションは実験スペクトルをよりよく再現するようになった。
