【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0122
利用課題名 / Title
多段型ビームスプリッターの開発
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
光学材料・素子/ Optical materials,電子線描画（EB）/ Electron beam lithography,プラズマ処理/ Plasma treatment,電子線リソグラフィ/ EB lithography,フォトニクス/ Photonics
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)
北山 清章
所属名 / Affiliation
SCIVAX株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
池田直樹
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-638：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #2]
NM-605：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #1]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
DOE(Diffractive Optical Element)は光の回折現象を利用し、レーザー光を空間的に分岐させる機能を持つ。回折を起こす為には、光の波長に対応する微細な構造を設計・製作する必要があり、目的の光照射パターンに対応する表面形状を探索する研究開発が近年加速している。中でもバイナリ型と呼ばれる、表面に凹・凸2パターンが周期的に並んだシンプルなものに関しては弊社でも開発を進めてきた*が、ビームの分割パターンが複雑・多数・広角になるほど設計難易度が上がり、シンプルなバイナリ型では表しづらい。そこで我々はDOEを多段で設計し、電子線描画(直描)を用いて試作を行った。
実験 / Experimental
シリコンウェハを水蒸気プラズマ洗浄装置(O2)で3分洗浄し、ウェハ上にHMDSを2500[rpm]60[sec]、gL-1400レジストを2500[rpm]60[sec]で順にスピンコートし、それぞれコート後に110℃60[sec],180℃180[sec]で加熱した。階段状のホールパターンが出来る様にBEAMERにてDOSEを調節した上で電子線描画を実施した。描画後にキシレンで3分現像し、IPAで１分リンスした。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1にAFMで観測した結果を示す。最上部を除く4段分の高さが出せている事が図左上にて確認出来た。各段の差は設計上均等である事が望ましかったが僅かにズレが見られ、これはDOSE調整不足によるものである。本パターンは第一ステップとしてピッチが約50[um]と広く、比較的描画しやすいものを選んだが、より細かいパターンや段数が多いものも描画出来ると期待される。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 多段DOE表面のAFM
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
北山清章(2022) 「17×3分割ビームスプリッターの開発」 ARIM Japan 利用報告書 22UT1084
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