第661回レーザー科学研究所コロキウム

●日時(Date):
2026年3月3日(火) 10時00分～12時00分

○場所(Place):
レーザー科学研究所研究棟3階大会議室 (R302)

●講演者(Speaker):
本田洋介 (高エネルギー加速器研究開発機構 KEK)

○題目(Title):
次世代半導体製造にむけた自由電子レーザーの開発

●概要(Abstract):
半導体の製造技術は、ムーアの法則に示されるように、その発明以来指数関数的な進歩を遂げてきました。集積回路の量産化と微細化が可能になったのは、光リソグラフィ(露光)と呼ばれる微細加工技術のおかげです。微細化に伴って、露光光源の短波長化が進み、スマートフォンのチップなどの製造に用いられる現在の最先端技術ではEUV(極端紫外)と呼ばれる波長13.5nmの光源(現在はレーザー生成プラズマ光源という光源が使われています)が用いられています。今後も半導体の需要は飛躍的に伸びると予想されますが、量産に対応するには、露光光源の出力と電力効率の改善が強く要求されます。そこでKEKでは次世代の露光光源として、加速器技術を応用した自由電子レーザー光源を提案しています。
本セミナーでは、最初に自由電子レーザー(Free-Electron Laser: FEL)についての解説を行います。FELとは、相対論的電子ビームをアンジュレータと呼ばれる周期磁場中で振動させて、高強度なコヒーレント光を発生する技術です。発振波長は、ビームエネルギーやアンジュレータの設計によって決まり、13.5nmにとどまらず、さらに将来の短波長化にも対応できると期待されています。FELの発振の原理から、期待される光源性能について解説します。
次に加速器システム全体についての解説を行います。超伝導加速空洞によるエネルギー回収型線形加速器(Energy-Recovery Linac: ERL)の構成を検討しています。ERLとは、使用後(FEL発生後)の高エネルギー電子ビームをそのまま捨てるのではなく、加速空洞で減速することでビームエネルギーを電磁波のエネルギーとして回収し、次のビームの加速に用いるという方式で、電力を効率良く運転できる次世代の加速器です。KEKではERL型の試験加速器であるcERLを用いて開発を行ってきました。ERLの動作原理と、cERLのこれまでの成果について解説します。
KEKでは2025年4月からJSTのKプログラム研究開発構想「次世代半導体微細加工プロセス技術」に研究課題「革新的な次世代EUV露光用光源の実現を目指した自由電子レーザーの基盤技術開発」として採択されています。本課題では若手人材の公募も行なっています。

オンライン配信: Microsoft Teams meeting
https://teams.microsoft.com/meet/4878689128100?p=fCFDjBMHQLKvdGVU2a
Meeting ID: 487 868 912 810 0
Passcode: Mu3Wq3HS

○連絡先(Contact Person):
藤岡慎介 fujioka.shinsuke.ile@osaka-u.ac.jp

共催：パワーレーザーDXプラットフォーム事業