【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1010
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/ Electronic microscope,メタマテリアル/ Metamaterial,光デバイス/ Optical Device,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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
東京農工大学工学部機械システム工学科
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-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 (Proximity 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の内蔵ステンシル（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高速シリコン深堀エッチング装置（MUC-21 ASE-Pegasus）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。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、垂直性の高いエッチングが行えていることがわたった。今後は、クロムマスクの蒸着や、リフトオフプロセスの見直しにより製作プロセスの安定化を目指す。
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る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)
・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，李潔，山田遼太，池沢聡，岩見健太郎， "高回折効率トップハット型光強度分布整形メタサーフェス"，Optics & Photonics Japan 2023(北海道大学)，2023 年 11 月 28 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