【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1121
利用課題名 / Title
電子線リソグラフィとメッキプロセスによるディープサブミクロン微細電極構造作製技術の研究（２０２４）
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）/Internal Use (by 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）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
めっき,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,電極材料/ Electrode material,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,エレクトロデバイス/ Electronic device,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device,メタマテリアル/ Metamaterial,先端半導体（超高集積回路）/ Advanced Semiconductor (Very Large Scale Integration),チップレット/ Chiplet
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)
三田 吉郎
所属名 / Affiliation
東京大学工学系研究科電気系工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
水島彩子,河井哲子,Anne-Claire Eiler,David Bourrier（仏CNRS-LAAS研究所）,Amel Beghersa（仏CNRS-LAAS研究所）,Mathieu Arribat（仏CNRS-LAAS研究所）,Hugues Granier（仏CNRS-LAAS研究所）
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
井上友里恵,太田悦子,藤原誠,澤村智紀
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-716：LL式高密度汎用スパッタリング装置(2024)
UT-710：ニッケルめっき装置
UT-707：銅メッキ装置
UT-706：金メッキ装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
電極構造の微細化によるセンサ素子の更なる高感度化，高機能化を目指し，電子線リソグラフィとMEMS加工プロセスを組み合わせた微細電極のトップダウン作製手法の高度化に取り組んでいる。局所的に測定電極を集積化した微細孔構造や，マイクロアクチュエータと微細構造を組み合わせた電極ギャップの精密制御が可能となる。フランスのナノテクプラットフォームであるRENATECHの中核拠点の一つ、CNRS-LAAS研究所と共同で微細構造のアディティブ作製を試している。結果をフランス共和国国内の査読付き会議ならびにＩＥＥＥ国際会議で共著で発表した。
実験 / Experimental
図１（a）に示すプロセスを用い、武田先端知ビルスーパークリーンルームによって試作を行った。LL式高密度汎用スパッタリング装置（!-Miller）によって石英ガラス基板または、プラズマCVD装置で2μｍ厚のSiO2膜を製膜した4インチウエーハに20nmの銅による種層を製膜し、高速大面積電子線描画装置F5112-VD01でモールドパターンを描画した。ARIM参画エンジニアを仏LAAS研究所に派遣し、相手方のクリーンルーム講習会を受講、クリーンルームで技術補助を得て山本鍍金試験器製の6インチメッキ装置でメッキを行い、構造を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
図１（b）に示す通り、幅260ナノメートル、高さ1400ナノメートル（1500ナノメートルまでは可能）のニッケルメッキによる構造体を作製できた。作製した構造はSEM観察評価ならびに電気的テスト構造による評価を行ない発表した。詳細は[2]の論文に詳しい。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 高アスペクト比ナノ構造作製プロセス(a)とサンプルの電子顕微鏡写真(b)
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
双方のクリーンルーム環境の常識がずれており、プロセスに失敗するという経験を通じて、国際協力の現場における注意点を学ぶことが出来た。具体的には「Only Cu」と受けたアドバイスを信じて当初のウエーハではSiO2上に直接スパッタリングを行った。この状態でも東大のスパッタ装置では密着性が良い（テープテストに通る）ので、フランスでも同様であろうと信じていたところ、フランスでのEB蒸着装置では種層無しでは全く密着しないので、種層は常識だと相手は思い込んでいたことによる。その後はTiN５ｎｍを挟むことで安定したメッキが可能となった。
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.
- Noriko Kawai, Ayako Mizushima, David Bourrier, Etsuko Ota, Amel Beghersa, Hugues Granier, and Yoshio Mita, “Nano-EB LIGA Process through LAAS-RENATECH and UTokyo Engineers Exchange”, Journées Nationales sur les Technologies Emergentes en micro-nanofabrication, 27-29 Nov., St Etienne, France (2024.11.27)
- Yoshio Mita, Ayako Mizushima, Noriko Kawai, Tsuboi Shinji, Yurie Inoue, Etsuko Ohta, Shun Yasunaga, Ryosho Nakane, David Bourrier, Amel Beghersa, Hugues Granier, and Akio Higo, "Advantage and Challenge of Electrical Critical Dimension Test Structures for Electroplated High Aspect Ratio Nano Structures (HARNS) on Insulating Materials", 2025 IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures (37th ICMTS), 24-27 Mar., San Antonio, TX, USA. (2025.03.26)
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