【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.19】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UT1159

利用課題名 / Title

電子線描画を用いた高アスペクト比ピラーアレイの作製

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）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

熱電発電,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,EB

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)

岩瀬 英治

所属名 / Affiliation

早稲田大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

寺嶋真伍

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

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-500：高速大面積電子線描画装置
UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究グループは，熱電発電デバイスに搭載予定である微細放熱フィンの作製を目的としている．昨年までに，切り紙構造を採用したフレキシブル熱電発電デバイスを作製した．このデバイスに対して，放熱フィンを部分的に貼付することで更なる高出力化を期待している．熱電発電デバイスの低温側基板表面に放熱フィンを実装する手法として，ナノインプリント法を利用する予定である．そこで，ナノインプリントに用いるモールドを準備するため，東京大学超微細リソグラフィーナノ計測拠点の設備を利用し，微小放熱フィンのマスターを作製した．

実験 / Experimental

APM洗浄により処理された4inch-Siウエハ表面にZEP-520Aをスピンコートさせた．コート条件は，プレスピンを500rpmで5秒間，本スピンを4000rpmで60秒間とした．コートしたZEP-520Aの厚みが350 μmとなるようにコート条件を設定した．次に，電子線描画装置（F5112）によりピラーアレイパターンを描画した．描画終了後，ZED-N50（酢酸n-アミル）で1分間現像し，MIBK（メチルイソブチルケトン）を用いて10秒間リンスした．最後に，C4F8とSF6を供給する深掘りエッチング装置（MUC-21）を用いて深さ5μmのピラーアレイを作製した．具体的な設計寸法は図１の設計欄に記載している通りである．武田先端知SCR側で予備実験されたエッチング条件を基に，1サイクル178 nmの深掘りエッチングと考え，合計で28サイクルのエッチングを行った．

結果と考察 / Results and Discussion

はじめに，図1の下側に示すように，FE-SEMを用いて描画したアレイパターンを確認したところ，四角形の角が取れており，ピラーの1辺が500 nmとなるように設計したが，実際には200〜300nmとなっていた．明らかにオーバードーズしているため，次回加工時には，ドーズ量を小さく設定する，もしくは予め四角形の１辺を900 nm程度に大きく設計しておく必要がある．最後に，深掘りエッチングのサイクル数が妥当であったか検証するため，レーザー段差計を用いてエッチングした深さを計測したところ4.4 μmの深さを加工できていた．これは1サイクルで178 nmではなく，157 nm深さのエッチングが行われたことに相当するので，次回加工時には，32サイクルに変更する．今後は，ピラーの１辺長さを固定し，ドーズ量を変化させながら電子線描画を行う予定である．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１：ナノピラーアレイの設計値と加工結果の比較

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

なし．

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.

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