【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24IT0051
利用課題名 / Title
COPフィルム両面にカット金属ワイヤを配置した構造のアンテナ素子の電子ビーム露光による作製
利用した実施機関 / Support Institute
東京科学大学 / Science Tokyo
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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子線リソグラフィ/ EB lithography,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation
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)
朝田 晴美
所属名 / Affiliation
弘前大学大学院理工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
鈴木 健仁
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
梅本 髙明
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
IT-038：電子ビーム露光装置
IT-008：3連Eガン蒸着装置
IT-037：クリーンルーム付帯設備一式
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
次世代通信に向けた光渦生成素子の実現のため、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム両面にカット金属ワイヤを配置した構造の作製実験を進めた。本年度は初期検討として、COPフィルムの片面上のみにアンテナ素子のパターンの一部のカット金属ワイヤを作製した。
実験 / Experimental
以下の(1)-(7)の作製プロセスによりCOPフィルム上へのカット金属ワイヤの作製を進めた。
(1)COPフィルムをシリコンパッドに接着剤なしで張り付けし、スピンコートによりCOPフィルム上に厚さ900 nmのレジストPMMAを塗布した。塗布条件はPMMA 100%、1800/60秒とした。レジスト塗布後に170度20分で焼成した。
(2)レジスト塗布後のCOPフィルムを15 mm角のSiウエハに貼り付けした。貼り付けはCOPフィルムの表面のしわの発生や変形をおさえるため、COPフィルムの4隅のみに接着剤を塗布した。接着剤としてPMGI SF6(100%)を使用し、170度5分で焼成して硬化させた。
(3)Siウエハに貼り付けしたCOPフィルムを電子ビーム露光装置のホルダーにCOPフィルムを挟み込むように設置し、アンテナ素子のパターンの一部を電子ビーム露光した。電子ビーム露光にはJXB-8100FSを用いた。露光条件は加速電圧100 kV、電流15 nA、ドーズ量600 μC/cm2とした。
(4)電子ビーム露光したCOPフィルムを現像した。現像条件はMIBK(1:1)での洗浄60秒、IPAでの洗浄15秒とした。
(5)現像後のCOPフィルムに厚さ10 nmのTi(接着層)と厚さ200 nmのAuを成膜した。成膜には蒸着装置EX300を用いた。
(6)金属成膜後のCOPフィルムをリフトオフし、COPフィルム上にカット金属ワイヤを作製した。リフトオフ条件はZDMACでの浸漬19時間、ZDMACでのボイリング150度5分、ZDMACでのスプレーとした。
(7)リフトオフ後のCOPフィルムをSiウエハから剥離した。剥離条件はCD26での浸漬4時間とした。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1(a)、(b)、(c)はそれぞれ、手順(3)の電子ビーム露光後、手順(6)のリフトオフ後、手順(7)のSiウエハからの剥離後のサンプルの画像である。Fig. 1(a)より、おおむね設計通りにCOPフィルム上にアンテナ素子のカット金属ワイヤのパターンを露光できている。Fig. 1(b)より、手順(6)のリフトオフ後は金のカットワイヤが確認できるものの、カットワイヤが剥離したと思われる箇所も見られる。Fig. 1(c)より、手順(7)のSiウエハからの剥離後はFig.1(b)の段階よりもさらにカットワイヤが剥離しており、アンテナ素子のパターンが崩れている。また、カットワイヤが剥離した箇所にも長方形のパターンが見えることから、電子ビーム露光によりCOPフィルム自体が変形している可能性がある。カットワイヤの剥離の原因として、蒸着による金属成膜の接着度の不足、COPフィルムの変形などが考えられる。実験結果より、アンテナ素子の実現には作製プロセスの再検討が必要であることがわかった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1(a)電子ビーム露光後、(b)リフトオフ後、(c)Siウエハからの剥離後のサンプル
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