【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2294
利用課題名 / Title
レーザー生成相対論プラズマの閉じ込めを目指した新ターゲットの開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non 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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子線リソグラフィ/ EB lithography,ダイシング/ Dicing,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)
松井 隆太郎
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院エネルギー科学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
岸本泰明,高井亮汰
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-115：大面積超高速電子ビーム描画装置
KT-218：レーザダイシング装置
KT-228：電子線蒸着装置（２）
KT-235：深堀りドライエッチング装置（２）
KT-325：卓上顕微鏡(SEM)
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
集光強度が1018 W/cm2を上回る高強度レーザーを物質に照射することで生成する高エネルギー密度プラズマは、自身の圧力によりレーザーのパルス時間程度で飛散する。我々は、先行する数値シミュレーション研究により、ターゲットとなる物質にレーザー波長程度（～サブマイクロメートル）の微細構造を付与することで、レーザー生成プラズマのパルス時間を上回る時間スケールで長時間閉じ込めが可能となることを見いだしている。これを踏まえて本研究では、プラズマの長時間閉じ込めにより実現が可能な、医療・産業応用に資する高機能デバイスの開発を目的として、これを可能にするターゲットの作製を実施する。
実験 / Experimental
レーザーダイシング装置（KT-218）より4インチシリコンウエハから30mm角に切り出したシリコン基板に、厚膜フォトレジスト用スピンコーティング装置（KT-111）を用いてポジ型レジストを塗布した後、大面積超高速電子ビーム描画装置（KT-115）を用いて電子線リソグラフィーにより基板上にパターンを描画した。電子線蒸着装置（KT-228）を用いてクロムの蒸着を行った後、リフトオフを実施した。主要な工程の前にウエハスピン洗浄装置（KT-111）による洗浄とスピン乾燥、180℃のベイキングを実施した。最後に、深堀りドライエッチング装置（KT-235）によるプラズマエッチングを実施して、直径が1.0 ㎛で高さが25 ㎛のロッド集合体を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
高強度レーザー照射実験（集光径：数㎛）を想定して、60 ㎛×60㎛の領域に直径1.0μmで高さ20μmの円柱状ケイ素（シリコンロッド）からなるロッド集合体を比較的良好な状態で作製することができた。ロッドの根元部分が細っており、高さ方向に均一な太さを実現するにはBIASおよびICPを相互に調整する必要がある。今回作製したロッド集合体を図１に示す。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１．今回作製したロッド集合体（電子顕微鏡写真）。根元が細っている様子が確認できる。
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