宏教授をお招きし、「真空紫外と新材料について」と題してご講演いただきました。本稿は、その講演会記録より一部を抜粋し、黒澤教授のご了解を得て再編集したものです。ただいま、ご紹介にあずかりました黒澤でございます。私どもは、ほぼ10年前から、真空紫外レーザに関係してまいりまして、Arエキシマレーザの高出力化、ナローバンド化などの開発を手掛けてまいりました。それをきっかけにして、いろいろなマテリアルプロセッシングを始めたり、あるいはそれに関係するようなエキシマ光源を、何か他のことに使えないかという研究を進めてきております。今回は、その辺のお話を少しさせていただこうと思います。私の尊敬するある大先生が「21世紀は光の時代だ」とよく言われます。20世紀は通信やコンピュータに電子が活躍した時代でしたが、来る時代に向かっての今世紀の残る目標は「発達した電波の世界を光の領域で再現する」ということです。目標に向かって、かなりいろいろなことができるようになりましたが、まだ未完の部分も多く、開発の緒についたばかりの部分もあり、これらが楽しみな世界です。20世紀は電子の時代、エレクトロンの時代であって、「21世紀は光、フォトンの時代」になるでしょう。電気でできる仕事とは、主に第2次世界大戦で発達した通信とか、エネルギーをどういうふうに利用するかということです。これを「光でもやりましょう」ということで、通信とかエネルギー利用に光を使う。次に、電子でできる仕事を見ますと、IC、コンピュータなどと難しいところになってきますが、光でそれと似たようなことをするにはどうすればよいか、あるいは光でしかできないことは何か。これが、これからの課題だろうと考えています。私どもが考えていることは、一つは半導体デバイスの製造でコンピュータにつながっていくような光枝術。一つは、細胞工学とかバイオテクノロジーとかにどのように光が関与していくか、それから、環境問題にどういうふうに光を使っていくか。それから、キーワードとして医療をあげることができますが、残念ながら私自身がまだ医療というものをわかっていませんので、この領域は?マークとなります。話が戻りますが、「レーザに限らず光をどうやって使うか」を考えてみましょう。我々にとって最も身近な光として太陽があるわけですが、それをどう使うか。太陽のエネルギーを光合成や光燐酸化というふうに、生物エネルギーに変えて使うことが多い。石炭も光合成でできるわけです。いう使い方と、生物が視覚としてとらえるような、いわゆる情報関連の情報の発現機構に用いる使われ方があります。光の利用方法として、「エネルギー」と「情報」、この2つの使い方があることになります。「エネルギーの利用」に関しまして、最近面白い話題が2つほどあります。ABLATION)です。シリコンの固体をベンゼンの液の中に浸す。薄くベンゼンの膜を付けたこの固体の表面に、レーザをレンズで集光してやります。強度が強いと、パッと火花が出て、ベンゼンが燃えてしまい、真っ黒なカスが残ります。ならないように、そのギリギリのところでやりますと、この部分のべンゼンが非常に高温になって、突然気化し、膨張します。膨張しますと、片方が固体ですから、反対側(上側)にだけ膨張しよう、拡がろうとする。すると、作用があると必ず反作用があるように、戻ってくる力が働く。戻ってくる力が働くと、最初の集光点に向けてグッと圧縮されるような力が働く。従って、結果から見ますと、ベンゼンが完全に分解して、そのカーボンからダイヤモンドができる。ダイヤモンドができるわけですから、おそらく数万気圧くらいの超高圧が発生したことになります。これは、いわゆるエネルギーの使い方でも少し特殊な一例で、レーザ核融合と同じ原理だと思います。実用としてはすごく面白い。1ショットで70μmくらいのダイヤモンドができるんだそうです。一つは、少し細胞工学的なところにあります。普通の弱いレーザ光をレンズで絞って、その絞ったところに、ガラスビーズのような、透明な玉を置きますと、屈折で光の進路が曲がります。言い換えれば、運動量が変わることで力が働くことになり、最初に絞った焦点に向かってこの玉が引っ張り上げられます。この現象を“光ピンセット”と呼んでいます。数年前から、この光ピンセットで細胞を非接触で操作しようと、盛んに研究が行われておりましたが、すべて水中で行われていました。私どもは、空気中で液体の玉を捕まえるという、ちょっと違ったことを試みました。いうことは、どういうところに使えるのか。細胞に使うのもありましょうし、それから、分子モータの一種のミオシンを動かすこともありましよう。図4のように、カプチフィラメントというフィラメント状の長い分子にミオシンを乗せて、このシッポのところにビーズの玉を付けておきます。それに対物レンズで集光した点を持ってくると、ミオシンは向こうへ行こうとする。レンズを動かすと、これはまた向こうへ行こうとする。ミオシンの運動を制御することとなり、分子モータの制御に使えることになるわけです。細胞工学だけでなく、分子生物学のような、分子機械学的なものにも使えるのではないでしょうか。面白い枝術だと思っています。マテリアルプロセッシング次は、マテリアルプロセッシングについて、つまり、固体に対してどう作用するかを考えてみましょう。その前に、固体とはどんなものかを少しお話いたします。普通の固体ですと、図5のように、あるところまで電子が一杯詰まっており(価電子帯という)、その上はエネルギー・ギャップが数eVくらい開いている。価電子帯の一番上の状態を見ると、例えば、原子核が2つあって、電子がグルグルと回っている。価電子帯の真ん中では、割合、この2つの原子核がきつく結びついているような様子で、この空いたところの状態がどんなふうになっているのかを計算してみると、電子が両方の原子に偏っている、離れている様子になっている。いわゆる、一方では結合しているけれども、他方では切れそうな状態です。しますと、電子を大量に上げてやると、少し切れかかることになる。固体の中で原子が結合している。結合しているのに、電子を上げると、結合が切れるということもあります。いわゆる、電子のエネルギーを変えると結合が切れる。それが、光のマテリアルプロセッシングです。どれだけエネルギーを上げてやったらいいかは、例えば半導体の場合、半導体デバイスのシリコンは1eVくらいですから、温度に換算するとおよそ1万度となります。それから、III-V族のガリウム砒素ですと、1.4eVくらい。シリコンにしても、ガリウム砒素にしても、温度では簡単に上がってくれないので何か別の力がいることになります。それをマテリアルプロセッシングでなんとかしようというわけです。そこで、基本的には電子を上げてやればいいわけですが、実際には固体に光を当てることになります。これからのお話は、シリコンに関係したプロセッシングについて、少しまとめたものです。いわゆる超LSIは、いろいろな複雑なプロセスを使って作られますが、要するに切った貼ったの世界です。理想は、切った貼ったを望みの物で、望みの形で、望みの場所に作りたいというのが、プロセス屋の夢といえます。それにはどんな方法があるのか。化学変化を利用して膜を作る方法では、レーザや光、熱、プラズマによる化学反応を使います。物理的に単純に温度で飛ばして蒸着するという方法もあります。今、私どもは、レーザあるいは光で夢のプロセスを行う方法を考えているわけです。これは、温度を上げなくて済むということです。水素とシリコンの化合物でできたシランに光を当ててやりますと、簡単に分解してシリコンが作れる。吸収は、120nmくらいのところがピークで、他のところはあまり吸収してくれない。ふつうは193nmとか248nmあたりを使いますが、もう吸収の裾ギリギリのところでやっと分解しているわけで、非常に効率の悪いことになります。従って、単に化学結合を光で切るようなことでシリコンを積み重ねる場合でも、真空紫外の光は非常に効率よく膜を作る。実際にシンクロトロン放射光からの真空紫外光を使って、シリコンの膜作りをやっています。シランの化合物はご存じのように、非常に燃えやすいし、爆発しやすい。他の方法で半導体製造プロセスをやらないと、本当はいけないだろうということになります。そこで、薄膜だけでなく、バルクという固まりを作るということも考えてやります。半導体製造には、溶液の中、いわゆるビーカーの中での化学反応によって物を溶かす方法があります。いわゆるウェットプロセス。それから、前述しましたように、光を当てることによってガスを分解して反応させる方法があります。これは溶液のように濡れませんから、ドライプロセスと呼ばれています。私から見れば、これもガス分子がつきますから、完全なドライではなくて、半ウェットなんだろうと思います。スーパードライプロセス前半のお話の最後が、私どもが試みているスーパードライプロセスです。完全に濡れない、いわゆる光だけで、ガスなどを全く使わない方法ができないか。このスーパードライプロセスでは、光だけでシリコンの化学反応を引き起こさせる。これがこれからの主流になると、私どもは考えています。いうのは、余分なガスが出ず、しかも低温で済むために、最も理想に近いと思っています。これ(図7)は、126nmのArエキシマレーザの装置です。126nmのレーザ光ですので、完全に真空中でないと通ってまいりません。いうものを使って、プロセッシングをやっております。陽極と陰極があり、両方とも金属ですが、ANODEの方から電子が放出してくる。700KVの電圧をかけますと、電界放射でエレクトロンが出てくる。エレクトロンが出てきますが、この部分にArガスを、だいたい40気圧詰めておく。しますと、Arガスが励起して、Arエキシマができる。ミラーを置いておくと、共振がおき、レーザ光が出てくる。126nmの光で、エネルギーにしますと9.8eV。それを石英ガラスSiO2に当て、どういうふうに変化するかを見ました。これ(図8)は、ESCAのデータです。いわゆるシリコンの結合エネルギーを測定しています。始めはこんなカーブで、これはSiO2のピークです。レーザ照射したものを見ると、このピークに加えて横に少し違ったものが出てくる。これはシリコンの結晶から出ていることがわかります。シリコンの分布をちょっと見てみますと、非常にきれいな感じで出てくる(図9)。レーザビームと同じく、ちょうど5mmの径です。先ほど、2つピークが出ていましたが、こちらのピークに合わせてマッピングを取ったものです。しますと、Arエキシマレーザを照射したところは碓かに全域にわたって非常にきれいにシリコンが出ている。(これは他のX線などで調べると、完全に結晶のシリコンが析出している。)実は右側には8.4eV、146nmのKrエキシマレーザを当てた部分があるのですが、そこは何も出ていません。やってそれができたのかを考えましょう。石英というのは透明ですが、先ほどの電子がいっぱい詰まったところと空のところとの間がだいたい9eVくらい、Arエキシマレーザのフォトンのエネルギーが9.8eV、Krエキシマレーザが8.5eV。そのバンドギャップのエネルギーを超えたところでは、シリコンの結晶ができたけれども、超えないところではできない、ということではないか。先ほど申しましたように、電子がいっぱい詰まったところから空のところに電子を大量に上げてやりますと、SiO2の結合が切れて、シリコンの結晶ができた。これは全然、ガスも何も使わずにやっているわけですから、完全にスーパードライプロセスだと考えております。それでは、これがどんなところに役立つのか。図10はいわゆるメタル-オキサイド-シリコンの半導体(MOS半導体)です。このMOS半導体はどうやって作るのか。シリコンの基盤に酸化物を作って、実際はリソグラフィで少しパターニングをするわけですが、その上に金属電極を付けてやる。このシリコンを大量に使って、その上に絶縁物を付けます。ところが、白然に産しますのはSiO2です。SiO2から精製を繰り返して、シリコンを作って、そのシリコンを溶融させて引き上げて大きな結晶のシリコンを作る。いわゆる大量のエネルギーを使って、お金を使って、これを作って、またSiO2を作っているわけです。これは非常に無駄をやっていることになります。私どもが試みたことをうまく使いますと、SiO2の上にシリコンの薄膜が作れる。逆転の発想で、シリコンをとにかく作ってからと考えるより、SiO2とシリコンを逆転させると、同じようなことが、簡単に光を当てるだけでできると思っています。そこまでの実証実験はやっておりませんが、このような技術がこれから開発されていくだろうと思います。これは光だけで半導体ができる、デバイスができるというプロセスとなります。光だけでやりますから、ダイレクトなパターニング、要するにマスクも何もいらないような状況で、しかも走査するだけでいいわけですから、非常に簡単にでき、なおかつ、使用ガスがArだけですから、環境にも非常にやさしいことになります。しますと、将来はArエキシマレーザ1台で、パタパターッとLSIができてしまうと思っています。超高密度IC、超LSIの切った貼ったの製作の世界では、理想は「望みの場所に、望みの形状の、望みの物質を作りたい。できるだけ小さくしたい」ということです。Arエキシマレーザというのは126nm、9.8eV。非常にフォトンエネルギーが高いということは、いろいろな仕事をする能力があるということです。これくらいのエネルギーを持っていますと、あらゆる化学結合の切断ができる。今のように固体と直接反応ができる。それから、波長が短いということは、これをレンズで単純に絞ったとき、非常に小さい領域が作れるということですから、いいことづくめです。そこで、絶縁酸化シリコン表面、いわゆる石英ガラスの表面層内に、直接、半導体シリコンの微細な線を作ることができるので、非常に理想的なICの製造枝術になるのではないかと思っております。シリコン発光シリコン関係で、もう一つ話題を提供します。実は横軸を今まで無視していましたが、横軸には運動量をとります。すると、横軸が運動量で縦軸がエネルギーとなります。中学か高校の物理で勉強したはずですが、ビリヤードの玉が衝突する時は、運動量とエネルギーの保存則が必ず成り立っています。しますと、横軸が運動量で、縦軸がエネルギーですから、それの保存則が成り立つような現象が起こることになります。上のところに電子を一つ持ち上げました。そのときに、同じ運動量のところですと、ストンと落ちて、エネルギーが減り、このエネルギーに応じた光が出てくる。これが半導体などの発光です。ガリウム砒素などはこうなっていますが、シリコンの場合は残念ながらそういう構造になっていません。いわゆるシリコンの一番の欠点がこの点にあります。それで、発光ダイオードや半導体レーザには、ガリウム砒素のような光る化合物を使わざるを得ないわけです。最近少しそれが変わってきました。特殊なことをやるとシリコンも光ることがあるというわけです。シリコンをフッ酸の水溶液につけて、白金の電極を用い、電流を流してやります。いわゆる電気分解です。しますと、シリコン表面がかなりデコボコしてくる。そのデコボコしたところに、例えばHe-Cdレーザ(紫外線レーザ)を当ててやると、光が出てくる。これが700nmですから、およそ赤色の光がボワッと出てくる。要するに紫外線を当てると光ってくれる。電流を流しても光ることになる。できたらもっと短い光、いわゆる紫外、真空紫外が欲しいわけです。それを、シリコン関係で何とかしたいというのが、我どもの希望で、現在その実験に取り組んでいます。石英ガラスを270°Cから300°Cくらいに温度を上げて、その両面にだいたい1mm当たり4kVぐらいの高電圧をかけます。外からは何の変化も見えませんが、それにYAGレーザを当ててやります。いうことが起こるのか。YAGレーザの光は1μmですから、半分の532nmの光が出てきます。いう素子を、いわゆる第2高調波の発生、いわゆる非線型光学効果で、波長が半分になるわけですから、非常に有用です。これをうまく使えば、先ほどの赤いところが、緑なり青になり、それをうまく応用していけば、紫外あるいは真空紫外までいくようなデバイスができるだろうと考えています。しますと、石英ガラスをある処理をすることによって、短波長へと持っていくことができるわけです。実は、私どものアイデアで、効率はまだ悪いのですが、石英ガラスの欠陥がどうも関係しているので、真空紫外光とかX線を照射し、欠陥を作ってやりますと、効率が非常に良くなるということになっております。これは、石英ガラスはシリコンの酸化物ですから、シリコンからの発光を光源として、シリコンとその酸化物でうまく使うと、紫外から真空紫外までの発生が、いわゆるシリコンで培ってきた超LSIを作る技術で可能になる。要するに、これからのオプトエレクトロニックなデバイスにとって、すごく有意義になるだろう。シリコンとSiO2だけで、これからまだまだやることがある。今までの夢でありました、シリコンで何とか光らせてやりたいということが、これで何とか可能になりそうだということになってきて、ますますシリコンは面白そうだということになってきます。その場合でも、そういう材料開発をすると同時に、光源の開発も必要なんだろうと考えています。今まで、レーザの話ということがメインでしたが、次はレーザとランプの話を少し混ぜてお話をします。私どもは、真空紫外光の応用を目指して研究をしています。真空紫外光源ですから、Arエキシマレーザをはじめ、ごく普通の市販のエキシマレーザ、KrF、ArFなども使います。先ほどお話したように、石英ガラスからシリコンの結晶を作りました。これは、Arエキシマレーザならではの研究です。Arエキシマレーザの研究は、私どもだけで、他で誰もやっていません。それで、あまり注目もされず、研究費も出にくいために、なるべくたくさんの人がやっていることをやろうと決めました。すると、今のところ、ArFのエキシマレーザが一番使い勝手がよいことになります。この光の波長が193nm、6.4eV。カロリーに直すと、146Kcal/molになります。従いまして、こういう結合エネルギーを持つ化合物を切断することができる。生成エンタルピ一がこれより小さい値だと、合成ができるということになります。それから、レーザの特長から、いろいろな集中ができる。そこで、レーザアブレーションを使って、微細加工とか薄膜成長の研究も少し始めています。それの一つが、透明導電性の酸化膜です。これは今、LCDの回路への要求となっています。LCDのガラス板の一方に導電性の膜が付いています。その膜には、現在、ITO(InSnの酸化物)が使われておりますが、この導電度はもう限界まできています。これよりももっと導電性のいい膜、透明な膜が欲しいという時代の要求があり、それに答えるものとして、最近、スピネル構造という持殊な構造を取っているMgIn2O4、GaIn2O4というような酸化物があります。これは、かなり広い範囲で透過で、透明な結晶で、導電性もITOに比べると非常に高いということです。生成エンタルピーが大きく、合成する場合、1400°Cという非常に高温がいる。それでエキシマレーザを使って合成をやってみました。実験そのものはそれ程難しくありません。市販のInの酸化物とMgの酸化物を混ぜ、レーザをあててガラス基板に付着させるという方法でやっています。酸化物ですから大気中でやっても、あまり問題はなく、大気中で3000から5000ショットやります。しますと、たしかに何か膜ができている。それを分析しますと、確かにMgIn2O4ができていました。次に、生成エンタルピーを横軸に取ってやりまして、MgOとInOを比べますと、InOの生成エンタルピーがすごく大きい。これは、ArFのエキシマレーザを当てても、全然びくともしないだろうし、MgOの場合は分解できそうだと考えました。しますと、どういうプロセスになっているか。InOとMgOにArFのレーザを当てると、MgOが分解し、MgとOになるだろう。それがこのInOと反応し、MgIn2O4というスピネルが合成される。従いまして、これがもし、Arエキシマレーザを使いますと、もっと効率よく、MgIn2O4ができるのではないか。しますと、おそらくもっと大きなLCDのパネルが、簡単にできるかもしれない。それが私どもの研究目標です。以上がレーザを使った研究ですが、もう一つ、ウシオ電機が開発したXeエキシマランプを使って実験をやってみました。Xeエキシマランプは、ご存じのように172nmで、7.2eVの光を出してくれます。そこで、無害で、なおかつ希望のところがこの光で切れるような化合物を探しました。シリコン関連で、テトラエトキシオルソシリケート(TEOS)という化合物があり、SiにOが4つ付いて、その先にC2H5というものが付いています。結合のエネルギーを見てみますと、SiとOは9eVと非常に強いために、このランプでは切れないだろう。OとC2H5の間が3.5eVくらいだから、これを切ることができるだろう。すると、これが4つちょん切れて、理想的にいけばSiO2が残るだろうと考えたわけです。実験装置としては、基板にサファィヤを使いました。ランプを上から当て、液体のTEOSをArガスでバブリングさせ、ここに蒸気でまき散らしてやります。ランプの光に当たって、うまくいったらSiO2がこの上に積もるだろう。して、何時間か照射してやりますと、確かに何か膜ができた。そこで、針でひっかいて、電子顕微鏡で見ますと、問違いなく何かが積もっている。それから、いろいろな分析を行い、それがSiO2の膜であることがわかりました。今までSiO2の膜を作るというのは、シリコンのデバイスプロセスとしては、N2Oというガスに光を当て、窒素と酸素に分解し、それでシランというガスとこのガスとを反応させ、SiO2の膜を作っていたわけです。これには、シランという嫌なガスを使わなければなりませんが、今回の場合、分解するとアルコールができるだけです。実際にアルコールの臭いがするものの、非常に安全であるわけです。しますと、単にSiO2の膜かもしれませんが、今までお話したように、これからのシリコンを使ったデバイスにとっては、エキシマランプというのも非常に有効な使い方ができるだろうと考えております。それからエキシマランプに関しまして、もう一つ、私どもがやっておりますのは、プラスチックのエッチングです。いろいろなプラスチックを、先ほどのエキシマランプの前に置きまして、いろいろなガスの雰囲気中で照射し、どのくらいエッチングされたかを測っているだけですが、ポリイミドという樹脂と、PMMAの代表的な2つに、雰囲気を変え、2時間くらいエキシマ光を当てます。これで、掘れた深さですが、上へ行くほど深くなる。ポリイミドの場合、空気中3Torr、窒素中15Trorr、だんだん掘れるスピードが上がっている。Ar中でも同じように非常に早く掘れるが、PMMAの場合はむしろ、空気中だと早く掘れるものの、窒素とかAr中だとスピードが遅くなる。これは、真空計があまりよくないものですから、完全にこれが窒素であるとか、Arであるということよりも、少し酸素が混ざっているように思います。PMMAの場合は、むしろ、残留酸素の影響があってエッチングされているらしいということがわかりました。ポリイミドの場合はまったく逆になっており、空気中よりもむしろ窒素とかAr中でエッチングが早い。いうことは、酸素ではなくて、これは完全に光で切れているのではないかと思います。7.2eVの光でかなり効率よくできているのだろうということになります。プラスチックをエッチングして何をするか。私が考えておりますエキシマランプの応用としまして、環境関連で温暖化ガスCO2の分解というのもよろしいのですが、それよりプラスチックが分解するということはどういうことかを、もう一度考えてみるべきです。プラスチックの処理が間題になっております。それに関して、世界中でやっておりますのが、生物による分解です。土の中の酵素で分解しようという、いわゆる生分解プラスチックの開発です。イタリアなどではそれでないと使えないことになっています。生分解プラスチックは、完全に分解するわけではありません。それと、もう一つは、プラスチックはポリマーですから、たくさん分子がつながっている。現在は、それをどこか適当に切って分子を小さくしてやればよろしいという段階にしかなっていない。プラスチックがCとHとOの化合物でできていますから、完全に分解すると、CO2とH2Oになるはずです。完全にそこまでいっているかどうかは、全く確かめられておりません。短波長の高エネルギーのフォトン、持にArエキシマレーザやArエキシマランプは、炭素の三重結合(世の中で一番強いと言われている)も切れるエネルギーを持っていますので、全てのプラスチックを原子あるいは分子に分解できる。炭酸ガスと水に分解できるプロセスのある、あるいはそういう種類のプラスチックがあるのだろうと、私どもは考え、それを実証したいと考えています。それならどうやって調べたらいいのか。光を当てて、出てくる質量を測る。どれくらいの重さになったか。実は、ポリマーの分解過程を調べるのは非常に難しい。ところが、非常に大きな分子でHが一つ取れたか、くっついたかというような変化を見るために、イオンサイクルトロン共鳴というものがあり、それを使った非常にユニークな質量分析計がある。それだと簡単に測れます。10万くらいの重さの質量のところで1変わっても読めるということです。いうものを使って実際に順々にプロセスを追っていったら、おそらく完全光分解プラスチックが見つかるだろうと考えています。光源としましては、エキシマランプであるとか、あるいはレーザとか、そういうものを使って分解をやっていこうとしています。エキシマランプの応用としましては、一つは先ほどのSiO2で、こういうような光のみの化学反応を利用した非熱プロセスで、物を作っていきたいと考えています。すると、すごくいいものができるだろうと。一つは、環境問題です。ブラスチックの分解というのは、これからの大問題ですから、是非、どこかがやらなければいけない。そのエキシマランプなどの将来としては、すごく有望だろうと考えています。これは是非、すぐにでも進めていきたい。そのためにはArのエキシマランプが必要となります。まとめそれでは、そろそろまとめに入らせていただきます。これ(図11)はもう、何年も前に作られた図で、横軸が年度です。右の縦軸が光源の波長、左の縦軸がいわゆるICを作るときのパターンの線幅です。今はまだ、4MBでありますが、次世代の16MBのメモリを作るときは、パターンの線幅がだいたい1.5μm、光としては200nmくらいの光がいるだろうということになっていました。これがずっとずれ込みました。1995年の現在でも、まだ、ここまでは実用段階にはなっていなかったのですが、最近の情報ですと、KrFのレーザが完全にステッパーに搭載されるということになり、それに向けての、いわば光学素子のデバイス開発が行われています。この表はほぼ5年ずれたような状況で、おそらくKrFの次はArF、ArFの次はどこにいくのかわかりませんが、エキシマにとりましては、一つのグッドニュースではないかと考えています。真空紫外光の将来としましては、明るい材料は今申しましたように、248nmのKrFのエキシマレーザが超LSIのステッパーに入ったことです。光学系の検討に入っていますので、これはもう採用間違いありません。次にArFをどうするかですが、ArFになってきますと、石英レンズがもう使いにくくなってきますので、フッ化物のレンズを使うのか、反射光学系にするのか、ということだと思います。次世代.とかKrとかArとかを考えますと、反射光学系を使う方が、私はいいと思っていますが、半導体プロセス屋さんはKrFとArFでどこまで伸ばすかということを考えていますので、それはわかりません。しますと、真空紫外光源としましては、どうもArFくらいまでで、半導体プロセス屋さんとしては今のところ、それで10年くらいは食っていけると考えているようで、真空紫外光源の将来をまた別に考えないといけない。真空紫外を発生させるのは、シンクロトロン放射光が非常にいいのですが、単位時間当たりの強さ、言い換えれば、フォトン数が取れないものですから、どうしてもレーザとかいうものに頼らざるを得ない。しますと、エキシマ光源ないしは固体レーザから、波長変換で真空紫外光を何とか出せないかというふうに考えています。いう競争になっています。競争になりますと、おそらくどんどん応用が拡がっていくだろうと考えています。一つが、マテリアルプロセッシングで、LSIの製造。新しい物質を作るということもできます。光だけを使って結晶を作るというのは、私としてはこれは是非やっていきたいと考えています。それから、環境間題は、オゾンをどうするか。要するに、こういう光ですとオゾンを作るということができますので、それをうまく利用できないかということ。一つは私どもが考えています、プラスチックの完全分解。それから、医療はこれからの問題でしょうけれども、おそらく何らかの形で関係していくだろうと思っています。しますと、将来はかなり明るくなるんじゃないかと。一つ、これで最後になります。超LSI製造で、KrFエキシマレーザが使われるようになった。デバイスのサイズがどんどん、どんどん小さくなっていきます。今の狙いは、1GBくらいまで考えているわけです。しますと、原子1個の不純物が非常に大問題になってくる。歩留りをそれで落としてしまうわけですから、原子1個の不純物をどうするか。これも最近の話題ですが、結晶の表面に光を当てますと、電子が、先ほども言ったように活性化される。電子が活性化されると、それで原子が不安定になり、原子が飛び出すという現象が見つかっています。これは、その原子だけに特定の波長の光を当ててやればいいわけですから、非常に選択性があります。すると、欠陥あるいは不純物というのに関係する原子が非常に飛び出し易いような環境を作ってやればよろしい。すると、シリコンの結晶を何らかで処理する、あるいは結晶を作っているというような段階で、持定波長の光を放射しますと、不純物原子を除去したり、欠陥を制御したりすることができるだろうということになっています。こちらの方はだいぶ進んできているのですが、光源がまだ全然、できていません。これから、こういう欠陥制御に関しましては、おそらくナローバンドのエキシマランプが非常に有効だろうと思っています。今のエキシマランプはかなりブロードバンドで使っていますけれども、できたら非常にナローバンドで、波長が少し変えられるようなエキシマランプがあればいい。そこで、ナローバンドにしておきますと、おそらくシリコンの中に入っている、例えば鉄だけを飛び出させる。積もってきたら、その鉄だけ飛び出すような光をずっと当てておけばいいわけですから、そういうことで、不純物制御というのは、原子オーダーでできるだろうと考えています。このようなエキシマランプがあればもっと実用化に向けて進んでいくのではないでしょうか。私としては、そういうランプを是非開発して欲しい、ということで今回のお話を終わらせていただきます。ご静聴ありがとうございました。助教授を経て、平成3年より現職。短波長レーザにおけるマテリアルプロセッシングの研究に従事。真空紫外と新材料の研究にはこの10年来取り組み、この領域における先端研究者である。昭和61年にレーザー学会から、紫外レーザにおけるいろいろな問題に関しての論文賞を受賞。黒澤教授をお招きしての社内講演会要旨をご紹介しています。Reserved.本ウェブサイトはCookieを使用しています。以下の「同意する」をクリックされることにより、お客様は弊社のCookieポリシーに記載されたCookieの使用に同意したことになります。Cookieの使用に同意されないお客様は、お手数ですが、以下の「同意しない」をクリックし、移動先のCookieポリシーに記載の方法に従ってCookieに関する設定を変更ください。