EUVプラズマの診断や制御のための計測技術 ～「光る理由」を可視化する～

セミナー趣旨

  シリコン半導体デバイスのさらなる微細化をコスト面から支えるためには、高スループットの露光装置が不可欠であり、極端紫外(EUV)露光光源（波長13.5 nm）の高出力化が強く望まれている。光源は、レーザーにより多価に電離された「プラズマ」である。ひとたびプラズマ状態が介在すると、制御は各段に困難となるが、講演者はこれまでにない制御方法として、プラズマが「光る理由」を可視化することを提案してきた。講演では、プラズマからEUV光が発生する原理を概説した後、光源性能の改善には、プラズマの（電子）密度や（電子）温度、流れの計測・制御が鍵となる理由を示す。次に、それらの計測手法（レーザー散乱法）について紹介したのちに、計測結果を示す。最後に、プラズマの作り方により「なぜEUV発光効率が変わるのか？」という問いに対して、密度や温度、流れで説明が可能となったことを解説する。

受講対象・レベル

・EUV検査装置分野への展開を考えている企業。
・短波長光源（特に軟X線から極端紫外光）を開発中の企業。
・X線検査装置への展開を考えている企業。
・プラズマ光源（特に軟X線、極端紫外光、真空紫外光など短波長）の技術を扱う企業など。

必要な予備知識

・プラズマに興味がある方であれば、特に決まった予備知識は必要ありません。
・実験は分光技術がもとにありますが、込み入った話はしません。
・EUVプラズマ診断技術のイメージを中心に説明します。複雑な式などは出てきません。

習得できる知識

・EUV光源用プラズマの概要がわかる。
・EUV光量は、プラズマの密度/温度と密接に関わっていることがわかる。
・EUVプラズマの密度や温度の計測手法がわかる。
・EUVプラズマ構造についてわかる
・EUVに限らず、広くプラズマの計測手法について、その概念がわかる。

セミナープログラム

1　背景
　　1.1 半導体エレクトロニクス・光エレクトロニクス
　　1.2 半導体の微細化と露光技術
　　1.3 露光光源の微細化とレーザーの利用
2　EUV露光技術
　　2.1 EUV露光光源に求められる性能
　　2.2 EUV光源
　　　　・プラズマ方式（レーザー生成方式）
　　　　・プラズマ方式（放電生成方式）
　　　　・加速器方式
3　プラズマ
　　3.1 プラズマの産業応用
　　3.2 プラズマから光が発生する原理
　　　　・プランクの放射則
　　　　・電子温度と電子密度
　　　　・EUV放射に最適な電子温度と電子密度
　　3.3 EUV光量に関わる物理パラメータ
　　　　・電子温度
　　　　・電子密度
　　　　・イオン価数
　　　　・プラズマの流れ場
4　EUV光源用プラズマの診断手法
　　4.1 プラズマ計測の原理（電気的方法、粒子的方法、光学的方法）
　　　　・電気的手法
　　　　・粒子的手法
　　　　・光学的手法
　　　　・光源利用で重要なプラズマパラメータ
　　4.2 イメージング
　　　　・シャドウグラフ計測
　　　　・発光観測
　　4.3 スペクトル計測
　　4.4 電子状態計測
　　　　・レーザー干渉法
　　　　・トムソン散乱電子項計測
　　　　・トムソン散乱イオン項計測
5　EUV光源用プラズマの電子状態診断
　　5.1 プラズマ計測によるEUV光源開発の試み（開発コンセプト）
　　5.2 EUVプラズマ計測手法に求められる条件
　　　　・時間分解能
　　　　・空間分解能
　　　　・擾乱
　　5.3 レーザー散乱法（トムソン散乱法）を用いた計測システム開発
　　　　・レーザー散乱法
　　　　・トムソン散乱法の原理
　　5.4 EUV光源から予想されるトムソン散乱スペクトル
　　5.5 計測のためのハードウェア
　　　　・分光器
　　　　・計測用レーザー
　　　　・検出器
　　5.6 新たな計測システム開発の必要性
　　5.7 最適化されたEUVプラズマ診断用トムソン散乱システム
6　EUV光源用プラズマ診断実験の実際
　　6.1 プラズマ生成装置の概要
　　6.2 計測対象としたプラズマの概要
　　6.3 トムソン散乱計測装置
　　6.4 トムソン散乱スペクトル例
　　6.5 異なるプラズマ生成条件で得られた電子密度・電子温度分布（空間1次元）
　　6.6 空間2次元計測への拡張
　　6.7 異なるプラズマ生成条件で得られた電子密度・電子温度分布（空間2次元）
　　6.8 異なるプラズマ生成条件で得られたプラズマの流れ場構造（空間2次元）
　　6.9 計測により明らかとなったEUV光源プラズマ構造
　　6.10 発光効率とプラズマ構造の関係（なぜ効率が変わるか？）
　　6.11 計測により見えてきた、高効率化に向けた新しい指針について紹介
7　本講演のまとめ
　　7.1 EUVプラズマ診断にとって重要なこと（EUV光量は電子状態で決定される。流れ制御も重要）
　　7.2 電子状態の測定方法（レーザー散乱計測）
　　7.3 流れ場の測定方法（レーザー散乱計測）
　　7.4 空間3次元流れ場の測定方法（レーザー散乱計測による提案）
　　7.5 EUVプラズマの電子状態構造
　　7.6 EUVプラズマの流れ場構造
　　7.7 電子状態を操作することは可能であるか？
　　7.8 流れ場を操作することは可能であるか？

■研究動向
EUV露光の高出力化をもたらす光源プラズマ流観測に成功
～「流れを操り、光を作る。」新しい概念に基づく半導体露光用EUVプラズマ光源の開発に期待～
https://www.hokudai.ac.jp/news/2023/02/euveuv.html

セミナー講師

 富田 健太郎 先生   国立大学法人 北海道大学 大学院工学研究院 准教授 博士（工学） 　

■ご略歴
福岡県出身
九州大学工学部、九州大学大学院博士課程を経て
2006年11月～九州大学　助手→助教
2020年7月より北海道大学　准教授
光（レーザー）を用いたプラズマ診断が専門。
2005年から、EUV光源用プラズマの診断手法開発を進める。
■主な受賞歴
2022年　プラズマ材料科学賞（名古屋大学低温プラズマ科学研究センター）
2019年　文部科学大臣表彰 若手科学者賞（文部科学省）
2018年　プラズマエレクトロニクス賞（応用物理学会）
■ご専門
各種産業応用プラズマの診断・制御・最適化研究が専門。
特に、光(レーザー)を用いたプラズマの電子状態診断。
プラズマの電子温度や電子密度の計測において、多くの業績あり。
学位論文のテーマ：「協同的トムソン散乱法を用いた高気圧マイクロプラズマの診断法の開発」
■本テーマ関連学協会でのご活動
応用物理学会　会員　プラズマエレクトロニクス分科会プログラム編集委員
プラズマ・核融合学会　会員
レーザー学会　会員

セミナー受講料

1名47,300円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき36,300円
＊学校法人割引；学生、教員のご参加は受講料50％割引。

受講について

※本講座は、お手許のPCやタブレット等で受講できるオンラインセミナーです。

配布資料・講師への質問等について

• 配布資料はPDF等のデータで送付予定です。受取方法はメールでご案内致します。
  （開催1週前～前日までには送付致します）。
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  （土、日、祝日は営業日としてカウント致しません。）
• 当日、可能な範囲で質疑応答も対応致します。
  （全ての質問にお答えできない可能性もございますので、予めご容赦ください。）
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下記ご確認の上、お申込み下さい

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• ご受講にあたり、環境の確認をお願いしております（20Mbps以上の回線をご用意下さい）。
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• 開催が近くなりましたら、当日の流れ及び視聴用のURL等をメールにてご連絡致します。

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