【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1020
利用課題名 / Title
遠景・近景同時撮影可能な広角メタレンズの開発
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
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）-
キーワード / Keywords
ロボット、触覚センサ、メタレンズ,光デバイス/ Optical Device,電子線リソグラフィ/ EB lithography,センサ/ Sensor,電子顕微鏡/ Electronic microscope,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)
岩見 健太郎
所属名 / Affiliation
東京農工大学工学部機械システム工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
長谷川 篤史,西浦 光亮
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters 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
UT-855：高精細電子顕微鏡
UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置
UT-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究はロボットハンドシステムに搭載する光学式触覚センサの小型化を実現する広視野メタレンズの開発を目的とする. メタレンズの周期構造はガラス基板上に窒化シリコンの誘電体ナノ柱である. 電子線描画装置やRIE装置を用いて製作した. 製作した基板を走査型電子顕微鏡で観察した.
実験 / Experimental
20 mm角のガラス上に窒化シリコン (膜厚1625 nm) が成膜された基板に対し，東京大学武田先端知ビルのスーパークリーンルームにてZEP520A-7を6000rpm, 660secでスピンコートし，180℃で5分間ベイクを行った. 次に帯電防止剤エスペイサ300Zを3000rpm, 60secでスピンコートし，110℃で10分間ベイクを行った．以上の処理をした基板にF7000S-VD02のCharacter Projection(CP)を用いた電子線を照射し，メタレンズのパターンを描画した. マスクはCP1～12を利用した. その後，水につけてエスペイサを除去し，ZED-N50に60秒間浸して現像を行った．その後MIBKを用いてリンスを2回行った．次に東京農工大学クリーンルームで電子線描画を行った面にCr (膜厚50 nm) を蒸着し，リフトオフを行った．また裏面に対してマスクアライナーを用いて絞りパターンを描画し, Al (膜厚150 nm)を蒸着してリフトオフを行い，絞りを製作した．そして東京大学武田先端知ビルのスーパークリーンルームでRIE装置であるNE-550を用いてRIEを行う. RIEは使用するすべてのCPに対して同じエッチングレシピで行う. また, RIEは2回に分けて行い, 1回目のRIE後に走査型電子顕微鏡 ( Regulus 8230 )で構造観察を行う. そして構造の形状・高さに応じてエッチングレシピを変更する. 1回目は構造の高さが1300 nmとなるようにエッチング時間を設定して行った. 2回目はエッチングガスであるSF6の流量を1 sccm減らし, パッシベーションガスであるCHF3の流量を1 sccmだけ増やし, 構造の高さが1625 nmとなるようにエッチング時間を設定して行った.RIE後に走査型電子顕微鏡 ( Regulus 8230 ) で観察を行った.
結果と考察 / Results and Discussion
2回目のRIE後にRegulus8230で観察した構造をFig. 1に示す. CP1～3は倒壊していないが, 高さが設計値に達していないことを確認した. また, CP8～10ではエッチングが進行せず, パッシベーション過多により膜ができていることを確認した. 今後はRIEでのガスの流量比を検討する必要がある.
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 SEM images of meta-surface after RIE with various CP.
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.
- ◦Atsushi Hasegawa, Ryota Yamada, Keisuke Ozawa, Yuki Abe, Mineki Taoka, Takeshi Yamagishi, and Kentaro Iwami*, ” Development of wide-angle metalenses capable of simultaneously capturing near and far-view images”, The 14th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META 2024), 18/Jul/2024, Toyama, Japan
- ◦西浦 光亮，長谷川 篤史，小澤 圭介，阿部 有貴，田岡 峰樹, 山岸 建, 岩見 健太郎 「メタレンズの視野角における格子周期の影響」，第 72 回応用物理学会春季学術講 演会，C000717， 2025 年 3 月 15 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