長尺アンジュレーターEUVビームライン｜施設概要

目的（BL09A, BL09C）

BL09Aはニュースバル長尺アンジュレータ（11m）の高輝度光源と高分解能分光器を用いて、各種材料の微量成分分析、極表面分析、バルク分析などを行うことを目的としています。現在、軟Ｘ線領域での吸収分光、光電子分光分析が可能です。また2014年度に凹面回折格子を用いた軟X線発光分光分析装置を整備しました。

BL09Cは20nm以下のレジスト評価を目的に、極端紫外線干渉露光系の構築を進めています。現在、25nm以下の解像性能をもつ露光装置はなく、長尺アンジュレータを光源とするBL09ビームラインに極端紫外線干渉露光系を構築し、20nm以下のレジストパタン形成を行い、レジスト開発の促進を図ることを目的としています。

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構成（BL09A）

BL09Aの構成

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ミラー・分光器/フィルター仕様（BL09A）

ミラー仕様

BL09ミラーの幾何光学的配置は上図のとおりです。M0,M3は水平面内の偏向・集光、M1、M2は鉛直面内の偏向・集光に用いられ、また、M1と回折格子で分光器を構成されます。
アンジュレータ光のビーム取り込み角は、最大、水平方向 0.64 mrad、鉛直方向 0.27mrad である。ただし、M1の上流に4象限スリットがあり、取り込み角はこれで制限することができます。
また、2001年5月にM0上流(15.2m位置)にも4象限スリットが設置され、アンジュレータ光の光軸調整等に用いられます。

ミラー名	M0	M1	M2	M3
形状	球面	球面	球面	トロイダル
サイズ(LxWxT)	200x30x40	100x30x40	700x40x40	35x25x25
曲率半径	250.511m	69.892m	47.768m	2.3m x 10m
入射角	3 deg	3 deg	3 deg	5 deg
材質	Si	SiO2	SiO2	SiO2
コート材	Ni	Ni	Au	Au

フィルター仕様

M2下流にBe, Moフィルター。

分光器の仕様

分光器の仕様は下表の通りである。

マウント型	Monk-Gillieson type
回折格子	平面不等間隔刻線、300, 900, 1200 (l/mm)
エネルギー範囲	50 ? 750eV
エネルギー分解能(E/ΔE)	～3000

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スペクトル(BL09A)

図BL09-(2)にアンジュレータ光のスペクトルを示します。縦軸の強度は出射スリット下流に置いたＳｉフォトダイオードの電流値を蓄積電流値で割って、規格化したものです。Niコートの1200 l/mm回折格子を導入することにより、300eV以上での強度が改善されました。

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エンドステーション(BL09A)

機能	軟X線分析チェンバー
試料	16 x 25.5mm Cu試料ホルダー、ロードロック方式
マニピュレータ	x,y,z,θz、試料電流測定可
アナライザー	VG100AX
ビームサイズ	800(w) x 200(h) μm
真空度	5 E-6 Pa (上流差動排気)
フォトン数	1.2 E13 photons/sec, at 95 eV, Ie=40mA

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その他の共用機器（BL09A）

軟Ｘ線発光分光器

　　・分析エネルギー範囲：　50 ～ 600 eV
　　・球面不等間隔溝回折格子：2000 L/mm, 入射角： 86.5°
　　・エネルギー分解能：　Ｅ／ΔＥ > 1000

EUV照射およびin situ表面分析装置

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構成（BL09C）

定偏角不等間隔平面回折格子の採用により、分光波長領域で収差が無い、明るい分光器です。このために、分光波長領域では試料の照射面積は一定です。

光源に10.5m長のアンジュレータを用いることで、極端紫外光の輝度は偏向電磁石の輝度の約50,000倍大きく、コヒーレントは光を生成できる特徴を有するので、干渉実験に適した光源です。

BL09Cの構成

干渉露光の原理

図BL09-(7)にEUV光による2光束干渉露光系の概念図を示します。EUV光が一つの窓の回折格子に照射されると0次光、-1次光、並びに+1次回折光が生成されます。そして、それぞれの窓の回折格子の-1次光と+1次光が干渉する位置で回折格子の倍周期の干渉フリンジが生成されます。このように干渉する位置で回折格子のピッチの半分の大きさのレジストパターンが形成されます。