【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1051
利用課題名 / Title
蒸発分子の速度分布計測
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
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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
シリコン基材料・デバイス、光露光（マスクアライナ）、電子線描画（EB）、プラズマエッチング、気液界面,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,ダイシング/ Dicing,流路デバイス/ Fluidec Device,電子顕微鏡/ Electronic microscope,光学顕微鏡/ Optical microscope,センサ/ Sensor
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)
杵淵 郁也
所属名 / Affiliation
東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
佐藤 康平,今井 宏樹
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-504：光リソグラフィ装置MA-6
UT-600：汎用ICPエッチング装置
UT-850：形状・膜厚・電気特性評価装置群
UT-900：ステルスダイサー
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
気液界面から蒸発する水分子の速度分布を測定することを目的とし，真空チャンバー内においても気液界面を保持できるナノ細孔アレイ膜の作製を行った．
実験 / Experimental
SiN膜が成膜されたSi基板に対し．流路となる数百マイクロメートルオーダーのパターンを光リソグラフィ装置を用いて描画した．また，実際の気液界面保持機構と数百ナノメートルスケールのパターンは電子線描画装置を用いて描画した．描画されたパターンはICP装置によりエッチングされ，ステルスダイサにより数mm角のチップに分割された後，実際の実験系に導入された．
結果と考察 / Results and Discussion
光リソグラフィ装置により描かれたパターンは問題なくエッチングされた（図1）．一方で，電子線描画を用いて作製した細孔（図2）の径については，描画したパターンデータと得られた実測値の差異を評価した上で，描画データを調整することで改善が期待される．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 光リソグラフィ装置で露光を行い，RIE装置によりエッチングを行った後，KOHによる異方性エッチングを行ったチップ．KOHエッチングによりおよそ30 マイクロメートル四方のSiN膜面が露出しており，中央に細孔アレイが確認できる．
図2 電子線描画装置でのパターンを描画及びRIE装置でのエッチングに作製されたナノ細孔アレイ．細孔径は約360 nmであった．
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.
- Ikuya Kinefuchi, Atsushi Matsushima, Takehiro Shiraishi, Yuta Yoshimoto, "Measurement of nonequilibrium velocity distribution of evaporating water molecules from a liquid-vapor interface" ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2023 (大阪), 令和5年7月10日
- Ikuya Kinefuchi, Atsushi Matsushima, Takehiro Shiraishi, Yuta Yoshimoto, "Measurement of the nonequilibrium velocity distribution of water molecules evaporating from a liquid-vapor interface" The Tenth US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena (サンディエゴ，米国), 令和5年7月18日
- Ikuya Kinefuchi, "Nonequilibrium velocity distribution of evaporating water molecules: Molecular beam measurement and its impact on the fluid dynamics boundary conditions at a liquid-vapor interface" 76th Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics (ワシントンDC，米国), 令和5年11月21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