ニュースバル - 兵庫県立大学高度産業科学技術研究所

ニュースバル
New SUBARU
兵庫県立大学高度産業科学技術研究所
〒678-1205 兵庫県赤穂郡上郡町光都3-1-2
Tel: 0791-58-0249 Fax:0791-58-0242
Laboratory of Advanced Science and Technology for Industry (LASTI),
University of Hyogo
〒678-1205 兵庫県赤穂郡上郡町光都1-1-2
SPring-8内ニュースバル
（兵庫県立大学高度産業科学技術研究所）
Tel: 0791-58-2503 Fax: 0791-58-2504
Laboratory of Advanced Science and Technology for Industry
OGO
ニュースバル放射光施設
高度産業科学技術研究所
TY OF
UN
SI
HY
IVER
CAST, Kamigori, Ako-gun, Hyogo, 678-1205 Japan
Phone: +81-791-58-0249 Fax: +81-791-58-0242
URL: http://www.lasti.u-hyogo.ac.jp/Index-j.html
e-mail: [email protected]
MMIV
２１世紀播磨科学技術フォーラム事務局
〒678-1205 兵庫県赤穂郡上郡町光都3-1-2
兵庫県立大学高度産業科学技術研究所内
Tel: 0791-58-0357 Fax:0791-58-0244
NewSUBARU
The secrefariat of
NewSUBARU / SPring-8
Kamigori, Ako-gun, Hyogo, 678-1205 Japan
Phone: +81-791-58-2503 Fax: +81-791-58-2504
URL: http://www.lasti.u-hyogo.ac.jp/NS/
"Harima Forum of Science and Technology for 21st Century"
LASTI, CAST, Kamigori, Ako-gun, Hyogo, 678-1205 Japan
Phone: +81-791-58-0357 Fax: +81-791-58-0244
e-mail: [email protected]
NewSUBARU
ニュースバル
県立粒子線
医療センター
高度産業科学研究所
兵庫県立大学
University of Hyogo
2008. 08
BL３で最初に観測された放射光
The first light observed at BL3 in 1998
高度産業科学技術研究所 LASTI
ニュースバルにおける研究活動
(Laboratory of Advanced Science and Technology for Industry)
NewSUBARU
高度産業科学技術研究所は兵庫県立姫路工業大学の附置研究所として平成６年４月に設立されま
した。当研究所は光科学技術を中心とした先端的研究を推進すると共に、県下企業等との共同研究
により新産業技術基盤の創出を図り、産業支援を行うことを目的としています。このために国内有
数の放射光施設「ニュースバル」を設置しています。
The Laboratory of Advanced Science and Technology for Industry (LASTI) was founded in April 1994 in Himeji Institute of
Technology by Hyogo prefecture. It is expected to be a center of excellence in the research field of photon science and related
technology. Through collaborations with different industries, the laboratory prepares a base of advanced engineering in the
local area and takes the initiative in creating new industrial technologies.In order to achieve this purpose, we conseructed one
of the foremost synchrotron facility "NewSUBARU"
平成10年に1.5GeV電子蓄積リングと２本の光ビームラインが完成し、平成12年より放射光利用を開始しています。
The New SUBARU project was named after the Japanease name for the Pleiades star cluster "Subaru", which is one of the most beloved in the night
sky. The mission of the project is constructing a 1.5GeV SR ring, "New SUBARU", and doing research on synchrotron radiation and its applications, in
collaboration with local industries. The first synchrotron light was observed in the fall of 1998.
先端科学技術支援センターにおける研究活動
Research Activities in CAST
キセノン(Xe)クライオ回転ターゲット
Rotating cryogenic Xe target
高出力レーザープラズマX線源 High-Average Power Laser Plasma X-ray Source
極端紫外光出力
EUV output
光量子システムではレーザープラズマＸ線源
の開発も行っている。クライオジェニックXe
ターゲットからのEUV光は次世代半導体リソグ
ラフィー用光源として利用される。
Advanced photon system group is developing laser
plasma x-ray source. Figure shows a visible image of rotating
cryogenic Xe target irradiated by a high peak, high repetitionrate pulsed laser. The extreme ultraviolet (EUV) light
generated in the Xe target will be used for next generation
semiconductor lithography and material processings.
研究所の理念 Philosophy of LASTI
我々は、自由闊達な精神の基に、光科
学技術を中心とした先端的かつ独創的な
研究を推進するとともに、新しい産業科
学技術基盤の創出を図り、産業支援を通
して社会の発展に貢献します。
We promote the leading and creative researches
of light science and related nano technologies with
free and vigorous spirit in order to contribute the
evolution of the society constructing the new
platforms of the advanced technology for built-up of
expanded industries.
キセノンクライオ cryogenic Xe
兵庫県立先端科学技術支援センター。高度産業科学技術研究所は同施設内に
設置され、同施設を使用する放射光利用者を支援します。
CAST(Center for Advanced Science and Technology) HYOGO-II. LASTI is set in the CAST bulding
in Harima Science Garden City to support users of the synchrotron light.
集束イオンビームによるナノ立体構造形成
Fabrication of 3D Nano-structure Using FIB-CVD
組織 Organization of Research Institute
当研究所は「光・量子科学技術」、「光応用・先端技術」の２大講座から組織され、５つの専門分野が設置されて
います。光・量子科学技術大講座は、光及びビーム関連科学の研究開発を進めるとともに新しいナノ科学の創出を進
めています。また、光応用・先端技術大講座は、放射光利用によるナノテクノロジーを駆使したマイクロデバイス研
究や計測技術の研究開発を進め、産業界の支援を行っています。
The laboratory has two regular chair of "Light Science and Technology" and "Light Application for Advanced Technology" with three and two
department members respectively. The former chair studies the light and particle science, and promotes the establishment of the new nano-science
achieved by using synchrotron radiation. The latter chair proceeds the development of expanded microdevices and new nanometer level measurement
in order to assists the related advanced industries.
教授会 Faculty Meeting
光・量子科学技術大講座 Chair of Light and Particle Science and Technology
光量子システム Advanced Photon System
所長
Director
ビーム物理学 Beam Physics
ナノ構造科学 Nanostructure Science and Technology
光応用・先端技術大講座 Chair of Light Application for Advanced Technology
放射光ナノ工学 Nano Science and Technology utilizing Synchrotron Radiation
ナノマイクロシステム Nano-micro System
運営委員会 Steering Comittee
２１世紀播磨科学技術フォーラム
Harima Forum of Science and
Technology for 21st Century
当研究所は「２１世紀播磨科学技術フォーラム」の
事務局を担当しています。本フォーラムは平成３
年に、兵庫県内企業・行政・各種団体技術者及び
研究者に情報を交換するセミナー・シンポジウム・
交流会等の「場」を提供し、討議・研究を通じて
地域の発展に寄与することを目的として発足しま
した。約１００社のフォーラム会員企業との交流の
中から産学共同研究の芽ばえが期待されています。
The laboratory manages the office of "Harima Forum of Science
and Technology for 21st Century" which is organized by local
industries and chambers of commerce in Harima area.
高平均パワー
パルスレーザー
High average power
pulsed laser
1µm
次世代の機能性材料を創製・評価するために、電子・
イオンビームを用いた立体ナノ構造形成などのナノテ
クロジー研究も行っています。
Quantum effects in nanoscale-materials are observed at less than
10 nm dimensions. Nanotechnology using electron and ion beams
can delineate 5-10 nm scale patterns, which is applied to create the
new nanoscale-materials. The nanoscale-materials developed here
are characterized by the soft-X-ray spectroscopy at NewSUBARU.
Nano-Wine-Glass (left) and Nano-tweezers (right) fabricated by
Focused-Ion-Beam Chemical-Vapor-Deposition(FIB-CVD)
ナノマイクロシステム Nano- micro System
ナノマイクロシステム分野では、CASTにおいて、X線マスク及びニュースバルを用いて形成した微細構
造体をベースとした、マイクロ電気機械部品、光学部品、センサーなどを開発し、これらをシステム化する
研究を行っています。
Nano-micro fabrication technique can be
applied to various fields such as micromechatronics, optics, sensors, and integrated
systems. We also started the research for the
devices of chemical, biological and medical
engineering.
高度産業科学技術研究所 LASTI
ニュースバルにおける研究活動
(Laboratory of Advanced Science and Technology for Industry)
NewSUBARU
高度産業科学技術研究所は兵庫県立姫路工業大学の附置研究所として平成６年４月に設立されま
した。当研究所は光科学技術を中心とした先端的研究を推進すると共に、県下企業等との共同研究
により新産業技術基盤の創出を図り、産業支援を行うことを目的としています。このために国内有
数の放射光施設「ニュースバル」を設置しています。
The Laboratory of Advanced Science and Technology for Industry (LASTI) was founded in April 1994 in Himeji Institute of
Technology by Hyogo prefecture. It is expected to be a center of excellence in the research field of photon science and related
technology. Through collaborations with different industries, the laboratory prepares a base of advanced engineering in the
local area and takes the initiative in creating new industrial technologies.In order to achieve this purpose, we conseructed one
of the foremost synchrotron facility "NewSUBARU"
平成10年に1.5GeV電子蓄積リングと２本の光ビームラインが完成し、平成12年より放射光利用を開始しています。
The New SUBARU project was named after the Japanease name for the Pleiades star cluster "Subaru", which is one of the most beloved in the night
sky. The mission of the project is constructing a 1.5GeV SR ring, "New SUBARU", and doing research on synchrotron radiation and its applications, in
collaboration with local industries. The first synchrotron light was observed in the fall of 1998.
先端科学技術支援センターにおける研究活動
Research Activities in CAST
キセノン(Xe)クライオ回転ターゲット
Rotating cryogenic Xe target
高出力レーザープラズマX線源 High-Average Power Laser Plasma X-ray Source
極端紫外光出力
EUV output
光量子システムではレーザープラズマＸ線源
の開発も行っている。クライオジェニックXe
ターゲットからのEUV光は次世代半導体リソグ
ラフィー用光源として利用される。
Advanced photon system group is developing laser
plasma x-ray source. Figure shows a visible image of rotating
cryogenic Xe target irradiated by a high peak, high repetitionrate pulsed laser. The extreme ultraviolet (EUV) light
generated in the Xe target will be used for next generation
semiconductor lithography and material processings.
研究所の理念 Philosophy of LASTI
我々は、自由闊達な精神の基に、光科
学技術を中心とした先端的かつ独創的な
研究を推進するとともに、新しい産業科
学技術基盤の創出を図り、産業支援を通
して社会の発展に貢献します。
We promote the leading and creative researches
of light science and related nano technologies with
free and vigorous spirit in order to contribute the
evolution of the society constructing the new
platforms of the advanced technology for built-up of
expanded industries.
キセノンクライオ cryogenic Xe
兵庫県立先端科学技術支援センター。高度産業科学技術研究所は同施設内に
設置され、同施設を使用する放射光利用者を支援します。
CAST(Center for Advanced Science and Technology) HYOGO-II. LASTI is set in the CAST bulding
in Harima Science Garden City to support users of the synchrotron light.
集束イオンビームによるナノ立体構造形成
Fabrication of 3D Nano-structure Using FIB-CVD
組織 Organization of Research Institute
当研究所は「光・量子科学技術」、「光応用・先端技術」の２大講座から組織され、５つの専門分野が設置されて
います。光・量子科学技術大講座は、光及びビーム関連科学の研究開発を進めるとともに新しいナノ科学の創出を進
めています。また、光応用・先端技術大講座は、放射光利用によるナノテクノロジーを駆使したマイクロデバイス研
究や計測技術の研究開発を進め、産業界の支援を行っています。
The laboratory has two regular chair of "Light Science and Technology" and "Light Application for Advanced Technology" with three and two
department members respectively. The former chair studies the light and particle science, and promotes the establishment of the new nano-science
achieved by using synchrotron radiation. The latter chair proceeds the development of expanded microdevices and new nanometer level measurement
in order to assists the related advanced industries.
教授会 Faculty Meeting
光・量子科学技術大講座 Chair of Light and Particle Science and Technology
光量子システム Advanced Photon System
所長
Director
ビーム物理学 Beam Physics
ナノ構造科学 Nanostructure Science and Technology
光応用・先端技術大講座 Chair of Light Application for Advanced Technology
放射光ナノ工学 Nano Science and Technology utilizing Synchrotron Radiation
ナノマイクロシステム Nano-micro System
運営委員会 Steering Comittee
２１世紀播磨科学技術フォーラム
Harima Forum of Science and
Technology for 21st Century
当研究所は「２１世紀播磨科学技術フォーラム」の
事務局を担当しています。本フォーラムは平成３
年に、兵庫県内企業・行政・各種団体技術者及び
研究者に情報を交換するセミナー・シンポジウム・
交流会等の「場」を提供し、討議・研究を通じて
地域の発展に寄与することを目的として発足しま
した。約１００社のフォーラム会員企業との交流の
中から産学共同研究の芽ばえが期待されています。
The laboratory manages the office of "Harima Forum of Science
and Technology for 21st Century" which is organized by local
industries and chambers of commerce in Harima area.
高平均パワー
パルスレーザー
High average power
pulsed laser
1µm
次世代の機能性材料を創製・評価するために、電子・
イオンビームを用いた立体ナノ構造形成などのナノテ
クロジー研究も行っています。
Quantum effects in nanoscale-materials are observed at less than
10 nm dimensions. Nanotechnology using electron and ion beams
can delineate 5-10 nm scale patterns, which is applied to create the
new nanoscale-materials. The nanoscale-materials developed here
are characterized by the soft-X-ray spectroscopy at NewSUBARU.
Nano-Wine-Glass (left) and Nano-tweezers (right) fabricated by
Focused-Ion-Beam Chemical-Vapor-Deposition(FIB-CVD)
ナノマイクロシステム Nano- micro System
ナノマイクロシステム分野では、CASTにおいて、X線マスク及びニュースバルを用いて形成した微細構
造体をベースとした、マイクロ電気機械部品、光学部品、センサーなどを開発し、これらをシステム化する
研究を行っています。
Nano-micro fabrication technique can be
applied to various fields such as micromechatronics, optics, sensors, and integrated
systems. We also started the research for the
devices of chemical, biological and medical
engineering.
ニュースバル
NewSUBARU
蓄積リングと光源開発
Machine R & D
ニュースバルは世界最大の放射光リングをもつ
SPring-8の技術的支援と協力関係の下に、同敷地内に建
設されました。SPring-8の特徴が高エネルギーの硬X線
発生にあるのに対して、ニュースバルは真空紫外から
軟Ｘ線のエネルギー領域の放射光を発生させます。ニ
ュースバルはSPring-8を含む研究複合体の中で重要な役
割を果たすことができます。
NewSUBARU was constructed at the SPring-8 site in collaboration
with the SPring-8 staffs. The ring was designed to be a complement
to the 8 GeV SR. NewSUBARU provides light beams from IR to Soft
X-ray. NewSUBARU is expected to take an important role in the
research complex which includes SPring-8.
ニュースバルでは様々な放射光源の開発、研究を行います。
特に自由電子レーザーや、超短パルス放射光発生は、次世代放
射光源として期待されています。
New SUBARU is an R&D facility for next generation light sources. The two
main themes are FEL (Free Electron Laser) using a linac or a storage ring
and the production of short pulsed synchrotron light.
ニュースバルの主要パラメーター(2008)
Main parameters of the NewSUBARU storage ring in 2008
蓄積電子エネルギー Stored Electron Energy
周長 Circumference
無分散直線部 Dipersion Free Straight Section
最大蓄積電流 Maximum Stored Current
0.5 - 1.5 GeV
118.73 m
4m×4 + 15m×2
500 mA/250 mA (Top Up)
自然エミッタンス Natural Emittance at 1 GeV
38 nm
自然エネルギ−幅 Natural Energy Spread at 1 GeV
0.047%
ビ−ム寿命 Beam Lifetime at 1GeV, 250mA
at 1.5 GeV, 250mA
5 hrs
12 hrs
臨界光子エネルギー Critical Photon Energy at 1GeV
at 1.5GeV
インバータークライストロン電源
長尺アンジュレーター
Crowbarless klystron power supply
Long undulator
従来のクライストロン用高電圧電源は、放電時にコ
ンデンサに蓄えられたパワーからクライストロンを保
護する巨大なクローバー回路が必要でした。ニュース
バルでは、クローバー回路を必要としないインバータ
ー電源を使用しています。
A conventional power supply for a klystron has a crowbar circuit
which protects the klystron. The new type of power supply with IGBT
inverter units enables us to eliminate crowbar circuits.
アンジュレーターと呼ばれる挿入光源は、光の干渉性（コヒーレンス）を利用して高
輝度放射光を得る周期磁場発生装置です。一般に、装置が長いほど磁場の周期数が多く、
干渉性が高い光を取り出せます。ニュースバルの長直線部には、永久磁石を用いた長さ
11mのアンジュレーターが設置されています。
New SUBARU has 11m long planer undulator. It consists of eight units so that we can chage its length easily.
4 1014
at 4JS, 0.066 x 0.055 mrad^2
14
3 10
2 1014
λ/∆λ=75
レーザー光陰極線形
電子加速器
LEENA (Laser Emitted ElectroN Acc elerator)
SPring-8 線形加速器へ
beam transport line
from the SPring-8 linac
14
1 10
0
50
100
150
200
250
300
Top-up operation
Energy (eV)
LEENAはレーザー光陰極高周波電子銃
を用いた小型線形加速器で、赤外自由電
子レーザーや逆コンプトン散乱X線源に
用いられます。LEENAでは、波長10μm100μmの波長可変赤外レーザー光を発生
できます。最初に1995年に姫路キャンパ
スに設置され、1996年にレーザー発振に
成功しました。
LEENA is an electron linac which uses laser
photocathode for infrared free electron laser and Xray generation by the process of inverse Compton
scattering. The maximum electron energy is 15MeV
with peak current of more than 10A. Its FEL
wavelength region is 10 to 100 μm.
トップアップ運転
長尺アンジュレーターからの放射光スペクトル
Photon spectrum of LU
1GeV運転時は、入射スケジュールに
よってトップアップ運転が可能です。ト
ップアップ運転とは、電子を周期的に追
加入射することで、蓄積電子数を安定化
させる方法です。
Top-upoperation recovers the short life of the beam
at 1GeV. The periodic injection with time interval of
several seconds keeps the beam current roughly
constant.
クライストロン
極短バンチ生成
Ultra-short bunch formation
偏向電磁石
ニュースバルは、電子エネルギー差とリング周長差の比例係数を調整する為に逆偏
向電磁石を導入した世界最初の加速器です。これによって電子ビームを極短パルス化
し、時間分解能を必要とする実験や、テラHz領域のコヒーレント光発生に利用します。
数ピコ秒の時間幅（光が0.5mm走る時間）の放射光発生に成功しています。
New SUBARU has six invert dipoles in order to control its momentum compaction factor. This enables us to
make an ultra-short pulsed light and coherent radiation in THz region.
0.67 keV
2.3 keV
アルファ電磁石
加速管
レーザー
短尺アンジュレーター
レーザー光陰極
高周波電子銃
加速管
short undulator
付属管理棟へ
to the administrative building
超伝導ウィグラー等挿入光源設置用直線部
Straight section for a super conducting wiggler or other insertion light source.
自由電子レーザー用光クライストロン
偏向部ユニット Bending cell with invert dipole
9 10
4
8 10
4
7 10
4
5 10 4
4 10 4
ニュースバルからの放射光の光子エネルギーと輝度
The wavelength region and brilliance of light available at New SUBARU.
-5
6 10 4
Optical klystron for Free Electron Laser (FEL)
光クライストロンは、アンジュレーターの途中に電子の
密度変調を強める分散部という磁場領域を持ち、自由電子
レーザーの光増幅率を高めた装置です。自由電子レーザー
として、波長200nmの紫外光から、10μmの赤外光までを、
またレーザー逆コンプトン散乱により数MeVから数十MeVの
γ線を発生できます。
The electromagnetic optical-klystron with wavelength of 160 or 320 mm is
used for generating FEL. The wavelength region for lasing is from 200 nm to
10 μm. This laser light will be also used for γ-ray generation by the
inverse Compton scattering.
α1=1.36X10
周期長可変アンジュレーター
2 10
4
σ=0.5mm
1 10 4
Period changable undulator
アンジュレーターからの高輝度放射光の波長は、磁場の強さや周期磁場の周期長によって
変わります。ニュースバルでは波長調整範囲を広くとる為に、電磁石式の周期長可変アンジ
ュレーターを用います。
The planer undulator of the optical klystron uses electric magnets. Its field period is changable so that it covers a wide
range of wavelengths. Changing the connections of the windings doubles the field period from 160mm to 320mm.
3 10
4
0
自由電子レーザー用
周期可変アンジュレーター
Variable period undulator for
optical klystron
-1 10 4
15
20
25
30
35
time (ps)
観測された放射光の時間幅。Width of short pulsed light.
放射光利用（ビームライン）
Beam lines―applications of synchrotron radiation light
ニュースバルでは放射光利用の為に９本の光ビームラインが設置されています。
これは将来必要に応じて１３本まで増設可能です。
The ring is capable of having 13 beam lines. Eight beam lines are ready for use in 2004.
BL7
BL6
新素材開発（材料分析）Material analysis
新素材開発（光励起反応）
Development of new materials
物質が軟 X 線を吸収し、その後に特定のエネルギーの電子を放出する性質を
利用して、微量元素の分析や表面の電子状態の解析ができます。X 線光電子分
光、X 線吸収端近傍微細構造などが測定できます。
Characteristic photo-absorption, photo and electron emissions are powerful tools to
detect very small amount of gradient and research electronic state of surface. On the
beamline, X-ray photoemission spectroscopy or NEXAFS analyzer are ready for use.
BL5 産業用分析
Material analysis for the industrial enterprises' use
分子メスは、分子中の特定の化学結合を選択的に切断したり、特定の箇所に目的の官能基
を結合させたりする分子操作技術で、新しい素材の開発に役立つものと期待されています。
放射光の照射によりぬれ性や屈折率などの表面物性を局所的に制御した新機能性表面の創製
を行っています。
Molecular scalpel is a novel processing technology of molecules which helps to develop new materials.
The novel functional surfaces, whose surface properties, such as wettability, refractive index, etc., are locally controlled, are modified by the exposure to the SR.
BL9 コヒーレントＸ線応用 Applications of coherent X-rays
高エネルギー分解能分光系
Monochromator with a high-energy resolution
テフロンの表面ぬれ性制御
Controlling of wettability on PTFE surface
シリコン（111）面の清浄表面のSTM像とSi 2p
高エネルギー分解能光電子スペクトル
STM image and high energy-resolution Si 2p XPS of Si(111) clean surface
BL9
極端紫外光リソグラフフィ
Extreme Ultra-Violet Lithography (EUVL)
1
1
BL
位相差干渉極端紫外線差顕微鏡の開発を進めています．極端紫外光 (EUV) 領域で利用
可能なビームスプリッタを作成する技術の確立を図り，これを用いて位相差干渉顕微鏡を
開発します．これにより，次世代半導体製造用極端紫外線リソグラフィ (EUVL) マスク上
の微細な欠陥（多層膜表面の凹凸ならびに多層膜中の異物により生じる位相欠陥）の評価
が可能となり，2007 年以降には必要となる超極小線幅（50nm ∼ 35nm）の半導体デ
バイスの開発に貢献できると共に，放射光を用いたピコオーダーでの汎用計測器への応用
を目標としています。
We are proceeding the development of EUV microscope (EUVM). We plan the technological
establishment for fabricating a beam splitter which can be used in EUV wavelength, and develop
phase-contrast EUV microscope by using this beam splitter. Inspection of defects ( which is caused by
the unevenness on the surface of a film, and the foreign substance in a film) on a EUVL mask
becomes possible by EUVM, and while being able to contribute to development of semiconductor
device of fine pattern (50nm ∼ 35nm) which would be needed in 2007 and afterwards, the application
to the measurement system in a pico-order is expected.
3
BL
BL2
極端紫外反射率測定系
Reflectometer
超高密度電子素子
レジストパターン
Replicated resist pattern
EUVL露光装置 Exposure tool(ETS-1)
位相差極端紫外線顕微鏡の開発
Development of a Phase Contrast Extreme
Ultra-Voilet Microscope
5
BL10
BL
BL10 は分光器を備えている。末端に設置した反射率計により、世界で唯一、マスク全領域での反射率測定
が可能であり、同時にマスクコントラストの測定も可能である。極端紫外線リソグラフィ用マスク反射率の測
定データは高反射率・高コントラストマスクの開発に生かされている。
The BL10 spectrometer beamline is for the public use. The reflectometer is installed at the end of the beamiline. Only this
reflectometer in the world can be measure the whole mask area of the 6 inch × 6 inch. The reflectivity measurement and the
mask contrast of the EUVL 6025 mask are carried out.
BL3
極端紫外線リソグラフィ技術（EUVL）は波長 13nm の極端紫外光を用いてマスクパ
タンをウェハ上に縮小転写する技術で、超高集積回路（ULSI）用の超微細パタン形成
技術として最も期待されています。BL3 に設置された大面積露光用の露光装置（ETS1）は、世界で初めて 10 mm × 10 mm の露光領域で 60 ナノメートルの線幅形成を
実現し、70 ナノメートル級のパタン形成の見通しを得ました。
Extreme ultraviolet lithography (EUVL) is a promising technology to fabricate fine patterns of less
than 70 nm width for ULSI. In EUVL, it projects a mask pattern on the wafer using reflective imaging
mirrors to form a fine pattern of less than 70 nm at the wavelength of 13 nm. The exposure tool
(ETS-1) is installed at the end of the BL3 beamline. The 60 nm line and space pattern in an exposure
area of 10 mm × 10 mm was replicated, first in the world.
BL6
BL10 汎用ビームライン Reflectivity measurement
7
軟Ｘ線干渉波面計測 EUV interferometer for wavefront metrology
BL
長尺アンジュレータから放射される
コヒーレント性の高い軟Ｘ線を利用し、
Ｘ線の干渉性を用いたサブナノメータ
精度のミラー形状計測技術を開発して
います。また、多層膜への高強度照射
を行い、ＥＵＶＬ用ミラーの汚染防止
機構の開発、寿命の加速試験を行って
います。
Using highly coherenct soft X-rays from
the long undulator, sub-nanometer
accuracy
wavefront
measurement
technique is developed by means of an Xray interferometry. The high-intense
irradiation to multilayers is also carried
out, and contamination control mechanism
for the EUVL mirrors is studied.
ＢＬ５は産業用分析ビームラインとして民間企業が使用することを目的として建設さ
れました。ＢＬ５は２つのブランチラインを有し、50 ∼ 4000eV の広い範囲で高エ
ネルギー分解能で分光測定が可能であり、リチウムから錫の範囲の元素の吸収分光測定
ができます。ＢＬ５はユーザー企業で構成される合同会社シンクロトロンアナリシス
LLC により、維持・管理が行われます。
An analysis beamline with high energy-resolution begins to supply at BL-5 for the industrial
enterprises' use. BL-5 consists of two branch lines for the use in the high-energy region and lowenergy region, respectively. The whole useful energy range of the BL-5 is the region from 50 to
4000 eV and X-ray absorption spectrum of every atom from Li to Sn can be measured using this
line. BL-5 will be managed and maintained by the Synchrotron Analysis LLC, which is composed by
the industrial companies.
BL1a
BL1b
位相差干渉極端紫外線顕微鏡
Phase-Contrast Extreme Ultra-Violet Microscope
LSI回路線幅
50nmの
マスクパターン
50 nm-node
mask pattern for EUVL
BL11
螺旋形状のPMMAマイクロ構造体円錐形状のPMMAマイクロ構造体
PMMA cone microstructures
PMMA spiral microstructures
逆コンプトン散乱によって発生するガンマ線は長寿命の核破棄物処理の研究に使うことができます。
New light source such as Compton scattering gamma-ray has unique applications. The inverse Compton γ -ray is
suitable for a study of transmutation of long life nuclei.
ガンマ線ラジオグラフィー像
Gamma-ray radiography image
400
500
600
300
200
300
400
自由電子レーザーは任意波長のレー
ザー光を取り出せる特徴があり、広い
分野での応用が期待されます。組織へ
のダメージを最小にする波長を使った
レーザーメス等の医学利用はその一例
です。
New light sources such as the FEL has
unique applications. Using FEL, we can
choose suitable wavelengths for laser
surgery with less damage to tissue.
BL2
コンプトンガンマ線 Compton scattering γ ray
500
自由電子レーザー
Free Electron Laser
BL1a
600
LIGA プロセスは放射光の平行性と高い透過力を利用して樹脂製の
微小構造体を形成し、これに電気めっきを施して金型を作製して、成
形によってマイクロ部品を大量生産する技術です。我々は LIGA プロ
セスを 3 次元化することで、任意形状に対応した微細加工技術の開
発に成功しました。この技術を用いて、マイクロセンサ、マイクロマ
シン、マイクロ光学部品をはじめ、化学、バイオ、医療分野への応用
も進めています。
LIGA process is a useful industrial application of synchrotron radiation to
fabricate high aspect microstructures, and includes three processes as deep Xray lithography, electroforming and replication technologies. We succeeded in
development of the ultra-fine processing technology for arbitrary form by
development LIGA into three-dimensional processing technology. This
technology can be applied to fabricate micro-sensor, micro-machine, and
micro-optics devices in various fields such as chemical, biological and medical
engineering.
BL1b
700
ナノマイクロシステム
Nano-Microsystem technology
Au, Al,2mmφ, 50mm long
irradiated by 7-17MeV γ-ray
700
波長可変型大面積ＬＩＧＡ
Large Area and Energy variable X-ray Exposure System
A4 サイズの大面積露光とサブミクロン
パタン加工の両者が可能な、本格的なＬＩ
ＧＡ用露光システムです。これにより、高
性能光学部品や流体デバイスなどの新たな
マイクロシステム研究と本格的な産業応用
が期待されます。
The beamline provides wide exposure area up
to A4 size and x-ray energy bandwidth for
submicron lithography simultaneously. It is
expected to develop the new high efficiency
optical devices and microfluidics for industrial
use this
utilizing energy variable x-ray
lithography system.
大面積露光装置 Large area exposure apparafus
ニュースバル
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2008. 08
BL３で最初に観測された放射光
The first light observed at BL3 in 1998

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