次世代2µm固体レーザー向け高効率EUV光発生法を実証 -EUV光源の発生効率を40%向上-

2026-08-25 理化学研究所,宇都宮大学

理化学研究所と宇都宮大学を中心とする国際共同研究グループは、次世代EUV露光装置向けの波長2μm固体レーザーを用い、EUV光の発生効率を約40%向上させる「マルチレーザー照射法」を実証した。現在のEUV露光装置では波長10.6μmの炭酸ガスレーザーが使われるが、消費電力が大きいことが課題となっている。研究では、Ho:YAG固体レーザーからのビームを2本に分け、スズターゲットへ異なる角度から同時照射した。その結果、総レーザーエネルギー40mJという同一条件で、EUV光変換効率を単一ビームの2.6%から3.6%へ向上させた。複数レーザーで加熱領域を広げることでプラズマの冷却を抑え、EUV発光量を増加させたと考えられる。光源サイズも約60~70μmに維持され、高NA・Hyper-NA露光装置の要求を満たす。低出力の2μmレーザーを複数組み合わせる新方式は、先端半導体製造の省電力化に寄与すると期待される。

次世代2µm固体レーザー向け高効率EUV光発生法を実証 -EUV光源の発生効率を40%向上-
マルチレーザー照射法の概念図

<関連情報>

同時二光束2μmレーザー照射により極端紫外線変換効率が40%向上 40% boost in extreme ultraviolet conversion efficiency via simultaneous dual-beam 2-μm laser irradiation

Naoki Nagahama, Kaito Nishimiya, Shunya Yamamoto, Hayato Yazawa, Yuta Takai, Chisato Tanaka, Kazuyuki Sakaue, Atsushi Sunahara, Gerry O’Sullivan, Shinichi Namba, Takeshi Higashiguchi, and Eiji J. Takahashi
Optics Letters  Published: August 24, 2026
DOI:https://doi.org/10.1364/OL.607856

Abstract

The upscaling of extreme ultraviolet (EUV) source power for next-generation lithography demands higher conversion efficiency (CE) at reduced per-pulse energies. We demonstrate a 40% EUV CE enhancement by simultaneous dual-beam irradiation of a planar Sn target with a 2090-nm, 20-ns Ho:YAG laser. Single-beam irradiation at 40 mJ yielded an EUV CE of 2.6%; splitting the same total energy equally into two beams of 20 mJ each, at identical peak intensity, raised the EUV CE to 3.6%, which is the highest, to the best of our knowledge, reported for 2-μm-driven laser-produced plasma sources by the Sn planar target. The EUV source size (60–70 μm) was nearly identical across both configurations. Because the scheme requires only passive beam splitting and scales readily to three or more beams, it offers a practical route toward multi-kW-class, energy-efficient EUV sources for high-NA and hyper-NA lithography.

0403電子応用
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