【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.28】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT1103

利用課題名 / Title

メタ表面によるレンズの試作

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）-

【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

スパッタリング/ Sputtering,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,センサ/ Sensor,光デバイス/ Optical Device,メタマテリアル/ Metamaterial

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)

森 大祐

所属名 / Affiliation

株式会社ニコン

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

藤原誠,水島彩子

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-505：レーザー直接描画装置 DWL66+2018
UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
UT-600：汎用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)

サブマイクロ構造をもつメタ表面による光学素子の実証評価のために構造の作製プロセスを開発している。Fig.1に実証例として超高速大面積電子線描画装置によるパターンでアモルファスシリコンをエッチングして作製したメタ表面のSEM写真を示す。このメタ表面を形成するウエハの反対面にメタル開口を同軸で形成するためのプロセスを実施した。一部自社の設備、プロセスも適用した。

実験 / Experimental

あらかじめメタル成膜とエッチングで8 mm径の開口とアラインメントマークをパターニングした石英基板の反対面に、レーザー直接描画装置 DWL66⁺2018によってアラインメントマークを描画した。使用したレジストは、JSR製7790G、スピンコート回転数は3,000 rpmで膜厚は1.1 μm、描画レーザーヘッドはHR仕様を選択した。レジストをマスクとして汎用ICPエッチング装置で石英ウエハを400 nmの深さでエッチングした。レジストを剥離液と汎用平行平板RIE装置で除去してもマーカーは視認できるので超高速大面積電子線描画装置の粗調アライメントに用いることができる。

結果と考察 / Results and Discussion

上記のプロセスによって形成したマーカーの光学顕微鏡写真をFig.2に示す。透過観察によりメタル成膜面と石英面のアラインメント誤差を見積もると、xy方向ともに±5 μmの範囲であった。ロットによってこの誤差にはばらつきが生じるが、超高速大面積電子線描画装置でメタ表面を描画する際にオフセットすることで補正することで対応できる。さらに誤差を抑えたい場合は装置のチップアライメント機能で使うための微調用マーカーも準備する必要がある。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 SEM image of fabricated amorphous Si pillar.

Fig.2 Fabricated alignment marks. (a) Aperture side, (b) Metalens side.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・参考発表：HIDEMITSU TOBA, Singlet metalenses with wide field-of-view of 170 deg. and the ghost noise, International Optical Design Conference 2023, , 3(2023). DOI: https://doi.org/10.1117/12.2691602・参考発表：H. Toba, D. Mori, K. Otaki, H. Takagi, M. Ohashi, H. Konishi, S. Yoshikawa, and Y. Takigawa "Singlet metalenses with wide field-of-view of 170 deg. and the ghost noise", Proc. SPIE 12798, International Optical Design Conference 2023, 1279804 ・参考文献　H.Toba et al., Applied Optics Vol. 61, Issue 2, pp. 597-606 (2022).
・本試作において、東京大学・微細加工プラットフォームの藤原様、水島様に技術支援を頂いたので感謝する。

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