【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.11】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0078
利用課題名 / Title
メタマテリアル製作のための微細加工技術
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku 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）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
アクチュエーター/ Actuator,電子線リソグラフィ/ EB lithography,メタマテリアル/ Metamaterial,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,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)
金森 義明
所属名 / Affiliation
東北大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
池田太郎
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）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-064：エリオニクス 130kV EB描画装置
TU-161：自動搬送 芝浦スパッタ装置（冷却型）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
メタマテリアル製造のための微細加工技術の確立を目的とし、EB描画装置を用いてメタマテリアルのナノパターンを描画する。
実験 / Experimental
シリコン基板上に導電性ウルトラナノ結晶ダイヤモンド層と埋め込み酸化物層を備えた市販のダイヤモンドオンインシュレーターウエハ (MTI Corporation) を使用した。ダイヤモンド層上には、SiN層が⾃動搬送 芝浦スパッタ装置(冷却型)を用いて形成され、ハードマスクとして機能する。300 nm 厚のポジ型EBレジスト (ZEON ZEP520A-7) と帯電防止材料 (RESONAC ESPACER) をウエハ上に塗布し、エリオニクス130kV EB描画装置によってEBレジストにメタマテリアルやアクチュエータパターンを形成した。EBリソグラフィーに続いて、SF6 ガスと O2 ガスを用いた 2 段階の高速原子ビーム (FAB) エッチング（東北大学大学院工学研究科付属マイクロ・ナノマシニング研究教育センターに設置）を使用して、 SiN 層とダイヤモンド層をエッチングした。最後に、フッ化水素酸蒸気を用いた犠牲層エッチングによってメタマテリアルやアクチュエータが形成されたダイヤモンド自立構造が形成された。
結果と考察 / Results and Discussion
2段階FABエッチング後のパターン化されたダイヤモンドナノ構造の走査電子顕微鏡写真を図１に示す。全体の構造（図1(a)）、櫛歯静電アクチュエータ部の拡大写真（図1(b)）とメタマテリアル部の拡大写真（図1(c)）から、ダイヤモンド層上に精度よくパターニングされていることが分かる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１：デバイスの走査電子顕微鏡写真。図1(a)：全体の構造、図1(b)：櫛歯静電アクチュエータ部の拡大写真、図1(c)：メタマテリアル部の拡大写真。
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