【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NM0006

利用課題名 / Title

電子・レーザービーム描画を用いた微細デバイス加工技術開発

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

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

原子薄膜/ Atomic thin film,ALD,電子線リソグラフィ/ EB lithography,PVD,フォトニクス/ Photonics,スパッタリング/ Sputtering

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)

長坂 恵一

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

田中 文昭,金 惠眞,成 浩

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

渡辺 英一郎

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

NM-635：電子ビーム描画装置 [ELS-BODEN100]
NM-641：スパッタ装置 [CFS-4EP-LL #2]
NM-649：FE-SEM+EDX [SU8230]
NM-655：分光エリプソメーター [M2000]
NM-611：原子層堆積装置 [AD-230LP]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

近年、半導体製造工程にガラス基板を用いたプロセスが注目を集めている。ガラス基板はそのアプリケーション（後工程や光学用途等）によって様々なものが開発されており、金属酸化物を混ぜることで屈折率を調整したガラスやアルカリ金属を含まないガラス等が販売されている。そこで、Si基板で用いられている各種のプロセスがこれらのガラス基板上でも可能か否かの調査を行う。

実験 / Experimental

原子層堆積装置を用いてSiO2, TiO2, Si3N4 等の各種薄膜を様々なガラス基板へ成膜した。成膜の有無には分光エリプソメーター及びSEMによる断面観察を用いた。エリプソメーターの測定条件は、これまでと同様に以下の通りである。 
・測定波長： 250-1,000 nm
・測定角度： 65°, 70°, 75°
・光学モデル： Tauc-lorentz model, or Multi oscillator model
 また、上記に加えてガラスのエッチング評価を行うため（他機関）、エッチング用サンプル作製に以下の実験を行った。
・スパッタ成膜：膜種：SiO2、膜厚：100-200nm
・レジスト塗布：レジスト：ZEP520A（DR 2.0）、回転数：2,000 - 5,000 rpm、ベーク温度：180℃
・電子ビーム描画：ビーム電流：10nA、Dose量: 200 - 240 μC/cm2
・現像：現像液：Xylene、現像温度：室温

結果と考察 / Results and Discussion

上記実験の結果、どのガラス基板（メーカーや型番違いで計5種類）であっても、全ての膜種を成膜できることが確認された。ただし、エリプソメーター測定時にはガラス裏面からの反射が生じるため、分析ソフトウェアにて補正を行うか、裏面をグラインダ等で処理する必要があることが分かった。また、SEMによる断面観察時には電子のチャージアップを防止するために、Pt等の成膜が必要となる。一方、エッチング評価用サンプル作製については、ガラスとの選択比の関係上、SiO2の膜厚やその上のレジスト材の膜厚等を調整する必要があったが、上記に記載の実験条件の範囲で問題なく処理できることを確認できた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

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