【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
22UT1172
利用課題名 / Title
アモルファスSiメタ表面の試作
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
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）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
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)
森 大祐
所属名 / Affiliation
株式会社ニコン
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
水島彩子
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-855：高精細電子顕微鏡
UT-600：汎用ICPエッチング装置
UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
UT-703：8インチ汎用スパッタ装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
サブマイクロ構造をもつ光学素子の実証評価のために、構造の作製プロセスを開発した。構造体の材料となるアモルファスSiは東北大学西澤潤一記念研究センター(微細加工プラットフォーム)の住友精密製PECVD装置にて成膜し、東京大学の微細加工プラットフォームの設備を利用し、構造体のパターニングを行った。一部自社の設備、プロセスも適用した。
実験 / Experimental
東北大学のPECVD装置でアモルファスSiを800nm成膜した石英基板上に、エッチングマスクとしてAlを50nmスパッタ成膜し、超高速大面積電子線描画装置によりレジストマスクを描画した。使用したレジストは、日本ゼオン製ZEP520A-7、スピンコート回転数は6000rpmで膜厚は200nmとなる。汎用高品位ICPエッチング装置によるCl2-BCl3 エッチングによりレジストパターンをAlに転写した。最後にアモルファスSiを汎用ICPエッチング装置でドライエッチング加工した。
結果と考察 / Results and Discussion
パターンピッチが280nmであるレジストマスクを描画し、上記のプロセスによってAlをエッチングしたあとのSEM像をFig.1に、アモルファスSiをドライエッチングしたあとのSEM像をFig.2に示す。高さ800nm、幅が100-220nmの直方体ピラーが形成された。作製したナノピラーにより波長850nmの赤外光の透過位相を2π変調可能なメタ原子としての動作が可能となり、シングレットレンズで画角170°が得られる設計を実証した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 SEM image of fabricated Al pattern.
Fig.2 SEM image of fabricated amorphous Si pillar.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・参考文献 H.Toba et
al., Applied Optics Vol. 61, Issue 2, pp. 597-606 (2022).
・他の機関の利用：東北大学（F-21-TU-0061）
・本試作において、東京大学・微細加工プラットフォームの藤原様、水島様に技術支援を頂いたので感謝する。
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.
- 鳥羽 英光, 森 大祐, 小西 浩, 吉川 政樹, 髙木 英嗣, 大橋 道雄, 大滝 桂, 瀧川 雄一 “3種類の誘電体メタレンズ素子のシミュレーションによる比較と超広角メタレンズ試作”日本光学会第47回 光学シンポジウム, 令和4年6月23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