【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1173
利用課題名 / Title
金ナノ粒子7量体をアレイ型配置した近赤外共振器の設計と作製
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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（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,ナノ粒子/ Nanoparticles
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)
大久保 喬平
所属名 / Affiliation
東京理科大学
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
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-603：汎用高品位ICPエッチング装置
UT-606：汎用平行平板RIE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)
ナノプラズモニクスにおける課題の一つは、10 nm以下の間隙を持つ均一な金属ナノ粒子集合体を大面積で形成する作製技術の確立である。本課題では、トップダウン/ボトムアップ手法を融合した金属ナノ粒子アレイ表面の作製を目指し、東京大学武田先端知スーパークリーンルームの設備を利用して、ドライエッチング条件を検討した。
実験 / Experimental
LPCVD-SiN (40 nm厚)を成膜したSi (110)チップ、Anisoleを用いて希釈した電子線ポジ型レジスト ZEP520A を基板上にスピンコーティング (500 rpm, 5 s; 4000 rpm, 120 s) した。超高速電子線描画装置 F7000-VD02 (Advantest) において、電子線リソグラフィー（照射ドーズ量100 mC/cm2）を行った。汎用ICPエッチング装置 (CE-300I, Ulvac)を用いた反応性イオンエッチングにより、SiN薄膜へパターンを転写した。条件は、CHF3 (流量 20 sccm, 圧力0.5 Pa)、出力400 W、プロセス時間 16 sとした。エッチング後のパターンを走査型電子顕微鏡 (S-4000, Hitachi)を用いて観察した。KOH異方性ウエットエッチングによりSiNテンプレート間隙のSi層へのV字溝形成を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
金属ナノ粒子7量体のテンプレートは、長方形の短辺・長辺 (w, l)、長方形間隔 (g)をそれぞれ 200, 150, 40 nmとした。レジスト現像後のパターンを走査型電子顕微鏡で観察した所、g=40 nmと設計した試料の間隔計測値はg=25 nmであった。レジストパターン付きSiN/SiチップをRIEによりパターン形成を行った。続いて、RIE後の試料片を40℃に加熱した0.5wt%KOHへ浸漬した所、部分的に異方性エッチングが進行したが、長方形テンプレート間のギャップには期待していたV溝の形成が確認できなかった。KOH濃度、エッチング時間・温度の詳細な検討およびSi基板の変更を考慮に入れてプロセスの検討を進める予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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