【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1048
利用課題名 / Title
トップハット型光強度分布整形メタサーフェス
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
メタサーフェス,電子顕微鏡/Electron microscopy,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,EB,メタマテリアルメタマテリアル/ Metamaterial
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
岩見 健太郎
所属名 / Affiliation
東京農工大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
嶋谷 智生,池沢 聡
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
藤原誠
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-508：電子線描画用近接効果補正ソフト
UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置
UT-855：高精細電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、ビーム整形用メタサーフェスの製作により照明用光学素子の小型化を目的とする。メタサーフェスは、Fig. 1に示すようにビーム整形の機能を有し、シリコンの四角柱を多数配列している。このシリコン柱パターンを描画し、柱状にエッチングするためにARIM東京大学武田クリーンルームの装置を利用した。
実験 / Experimental
20 mm角の基板に対して電子線描画用近接効果補正ソフト (Procxymity effect correction for electron beam lithography)を用いてパターンの補正を行い、シリコン柱配列のパターンを描画した。描画には、超高速大面積電子線描画装置（F7000S-VD2）を利用し、レジスト材としてポジ型の共用EBレジストZEP-520A-7を使用した。F7000S-VD2の内臓ステンシル（CPモード）を使用することで、ナノスケール四角形パターンを短時間で描画することに成功した。現像後、リフトオフプロセスを経たのちに汎用高品位ICPエッチング装置（NE-550）を利用して、シリコン膜のエッチングを行い、柱形状を製作した。なお、比較のために高速シリコン深堀エッチング装置（MUC-21 ASE-Pegasus）を用いて同様にシリコン膜のエッチングを行った。最後に、柱形状の観察のために高精細電子顕微鏡（Regulus 8230）を利用した。
結果と考察 / Results and Discussion
製作したメタサーフェス構造（クロムマスクあり）を走査型電子顕微鏡で撮影した画像をFig. 2に示す。斜め観察により、シリコン柱はクロムマスクより細い幅にエッチングがされている。今後は、エッチングプロセスの電圧やガス種、ガス圧等のパラメータを調整することにより、設計した柱幅での製作を目指す。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 ビーム整形用メタサーフェスによ.照明用光学素子の概念図
Fig. 2 製作したメタサーフェス構造（クロムマスクあり）の走査型電子顕微鏡画像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・本研究は科研費JSPS科研費21H01781，22K04894により助成を受けたものです。・共同研究者：株式会社タムロン 李 潔 様・超高速大面積電子線描画装置の利用にあたって、度々サポートしてくださった学術支援専門職員の藤原誠様に深 く感謝申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 嶋谷 智生 ，山田 遼太 ，池沢 聡 ，岩見 健太郎 ，"トップハット型光強度分布整形メタサーフェス"，第70回応用物理学会春季学術講演会（上智大学），17p-A305-6，2023年3月17日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件