【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TT0004
利用課題名 / Title
水溶性ポリマーを用いた微細加工応用の高度化
利用した実施機関 / Support Institute
豊田工業大学
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）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
三次元フォトリソグラフィ 凸レンズ球面加工,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,電子顕微鏡/Electron microscopy,光学顕微鏡/Optical microscopy,アクチュエーター/ Actuator,高品質プロセス材料/ High quality process materials,MEMSデバイス/ MEMS device,セラミックスデバイス/ Ceramic device
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)
斉藤 誠法
所属名 / Affiliation
株式会社アイセロ
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
松田裕行
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
佐々木 実,石井 清 研究補助員,中山 幸子 研究補助員
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TT-006：マスクアライナ装置
TT-007：レジスト処理（アッシング）装置
TT-008：洗浄ドラフト一式
TT-011：Deep Reactive Ion Etching装置（Boschプロセス）
TT-015：デジタルマイクロスコープ群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
LSIなど微細で複雑なデバイスは、フォトリソグラフィによる多点同時加工によって、高い生産性と共に生産されている。しかし、フォトリソグラフィは平面基板にのみ有効で、曲面には適用できない。これは、レジストのスピン成膜とパターニングが、平面基板に対してのみ成立するためである。立体サンプルへの微細パターン転写を可能とするため、水溶性ポリマーであるPVAを基材に塗り、その上にレジスト膜を成膜し、露光を済ませた潜像付きレジスト膜を立体に貼り付ける方法を提案している。プロセスと材料の両方を改良することで、少しずつ得られるパターンの質を高めてきた。
実験 / Experimental
昨年度のナノテクノロジープラットフォーム事業での試作JPMXP09F21TT0006から引き継ぎ、技術を高度化した。PVA層の上にフォトレジストをスピン成膜し、パターン転写を済ませて潜像を形成しておく原理は同じである。平面フォトリソグラフィ用の標準装置を最適な条件で利用できる。潜像付きレジスト膜を立体サンプルに貼り付けた後、PVA膜を水で溶解する。残ったレジスト膜を現像し、立体サンプル上に微細パターンを得る。今年度は、高低差220μmを持つ赤外線用シリコン凸レンズ（エドモンド社シリコン平凸レンズ25×150：直径25mm、焦点距離 EFL150mm、中心厚3mm、コバ厚2.78mm）上に、幅2μm、ピッチ4μmのライン-アンド-スペースを転写した上で、硬質構造となるようにBoshプロセスにてSiを垂直エッチングした。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1(a)は、幅2μm、ピッチ4μmのライン-アンド-スペースの格子を転写したSiレンズである。このSiレンズはレジストパターンを元に、Siを約5.4μ垂直エッチングしたものである。規則的なパターンが回折格子として働き、照明光が反射分光して明瞭な虹色を呈している。かつ、虹のラインが円弧を描いていることから曲面上に微細な格子が得られていることを示す。Fig.1(b)はレンズ曲面を斜め45°から高倍率観察したSEM像である。Boshプロセスにて18サイクルエッチングした。約0.3μｍ/cycleの細かなエッチングであり、壁面のスキャロップを少なく抑えている。このような領域がずっと続いている。Fig.1(c)は低倍率にてSiレンズの端を観察したものである。レンズ端、更にはその外側の段まで格子が続いている。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 (a) Whole view of Si lens with 4μm-pitch line-and-space on its rounded surface. (b) Magnified structure on lens surface. (c) Low magnification image at the lens edge.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・共同研究者：佐々木 実 教授（豊田工業大学）
・参考文献：斉藤誠法、佐々木実、ナノテクノロジーPick UP＜第26回＞水溶性ポリマーを用いたフィルムによる立体、複雑形状表面の微細加工 https://www.nanonet.go.jp/magazine/feature/nanotech-pickup/26.html
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)
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Takayuki Kuroyanagi, Fine Patterning on 3D Sample with Curvature and Depth Using Resist Sheet with Latent Image, 2021 21st International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers), , (2021).
DOI: 10.1109/Transducers50396.2021.9495743
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- (1) 第38回ネプコンジャパン エレクトロニクス開発・実装展（2023.1.25-27 東京ビッグサイト）に出展
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