【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TT0006
利用課題名 / Title
液体キセノンを用いた暗黒物質探索のための薄膜電極開発
利用した実施機関 / Support Institute
豊田工業大学 / Toyota Tech.
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）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
キーワード / Keywords
ウェットエッチング/ Wet etching, 光露光（マスクアライナ）/ Optical exposure (mask aligner), 光露光（マスクレス、直接描画）/ Optical exposure (maskless and direct drawing),光学顕微鏡/ Optical microscope,センサ/ Sensor,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,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)
小林 雅俊
所属名 / Affiliation
名古屋大学素粒子宇宙起源研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
島田大輝,風間慎吾
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
佐々木実,大槻浩
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TT-005：マスクレス露光装置
TT-006：マスクアライナ装置
TT-008：洗浄ドラフト一式
TT-015：デジタルマイクロスコープ群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
液体キセノンを用いた宇宙暗黒物質の直接探索実験の将来計画に向け、ガラス基盤上におけるマイクロストリップ電極の作製に関する技術開発・実験を行う。キセノン検出器中で必要となる数100kV/cm程度の高電場を生成するためにはマイクロメートル単位で正確なパターンを持つ電極が必要である(図1)。本事業では液体キセノン中での実験に向け、2mmの厚のガラス表面における両面電極の製作方法を確立した。
実験 / Experimental
本事業の支援による露光装置、現像・エッチング技術を用いて、2mm厚のガラス基板の両面に最小で数μmオーダーのストリップ構造による金属パターニングを施し、電極の作成に取り組んだ。プロセスの条件出しとして両面パターニングに特有となる課題点、またそれらの解決策に関しての調査を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
条件出しの結果、表側のパターンによる僅かな傾きの影響で、マスクレス露光法における裏側の露光像がぼやけることが判明した。そのため、裏側を被写界深度が深いマスクアライナー露光法で露光することで解決した。また、静電吸着の保護シートを露光しない面に貼ることで、露光ステージと接触して基板やパターンに傷がつくことを避けた。上記のように確立したプロセスにより、両面とも目的とする細線形状のパターニングに成功した（図2）。後の課題番号(AR名大K2の番号)の課題にて、電極の線幅測定とキセノン装置でのテストを行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. 作成する電極のイメージ図。
図2. a：表側ストリップの倍率5000倍の拡大図、b：裏側ストリップの倍率1000倍の拡大図。両面とも金属の断線や欠けがなく、良好な作製結果となった。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本実験を遂行するにあたり、豊田工業大学 大学院工学研究科の佐々木教授、また同大学 ARIM Japanの皆様に多くのご支援をいただきました。謹んで御礼申し上げます。
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.
- 島田大輝, 風間慎吾, 小林雅俊, 伊藤好孝, Amos Breskin, Gonzalo Martinez Lema, 佐々木実, 大槻浩, "一相式液体キセノン検出器開発におけるマイクロストリップ電極の製作"、日本物理学会第79回年次大会(北海道大学)、2024年9月16ー19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