A
R
I
M

dvancedesearchnfrastructure

文部科学省マテリアル先端リサーチインフラ

foraterialsandNanotechnology
北海道大学ナノテクノロジー連携研究推進室

事 業 の 概 要

マテリアル先端リサーチインフラとは2021 年度からスタートしたマテリアル先端リサーチインフラでは、最先端装置の共用、高度専門技術者による技術支援に加え、新たにリモート・自動化・ハイスループット対応型の先端設備を導入し、装置利用に伴い創出されるマテリアルデータを、利活用しやすいよう構造化した上で提供します。また、物質・材料研究機構（NIMS）が構築するデータ中核拠点を通じて、データを全国で利活用できる環境を整備し、2023 年度からのデータの全国提供の開始を予定しています。更に、文部科学省の「データ創出・活用型マテリアル研究開発プロジェクト」とも連携し、マテリアル先端リサーチインフラ、データ中核拠点、データ創出・活用型マテリアル
研究開発プロジェクトが三位一体となった『マテリアル DX プラットフォーム』を構築することで、我が国のマテリアル革新力の一層の強化に貢献してまいります。
マテリアル先端リサーチインフラを構成する全国 25 の大学・研究機関は、それぞれに重要技術領域を担います。各領域に強みを持つ先端設備群を提供するハブ機関と、特徴的な装置・技術を持つスポーク機関からなるハブ＆スポーク体制を形成し、ご利用いただく皆様の研究開発のパートナーとして貢献してまいります。
本事業の基礎となる、全国的な最先端共用設備体制と高度な技術支援を提供する専門技術者
は、2012 年度から 10 年にわたり実施してきた「ナノテクノロジープラットフォーム」により培ってまいりました。これらの基盤を十分に活かしつつ、データ収集・利活用という新しい視点を加え、これからの 10 年、新しい取組みに挑んでまいります。

マテリアル DX プラットフォームの全体イメージ
NIMS
データ中核拠点
研究データをオープン・クローズ領域ごとにセキュアな環境で共有・活用し、AI解析までを可能とするシステムを実現

データ基盤
全国25の大学・研究機関の先端共用設備を整備・高度化するとともに、共用設備から創出されたデータを利活用可能な形式で蓄積・提供

データ

マテリアル先端リサーチインフラ

オープン領域
クローズ領域データ

従来の試行錯誤型の研究開発手法に、データサイエンス的手法を取り入れた次世代を担う拠点型研究開発
プロジェクトを実施

データ創出・活用型
マテリアル研究開発プロジェクト
データ
活用促進

重要技術領域
において連携マテリアル
×デジタル人材
の育成

2

理論計算

材料創製

計測評価

他分野に先駆けた研究DXの新たな方法論による社会課題解決
カーボンニュートラル
Well-being社会
Society5.0
レジリエンス国家

マテリアル先端リサーチインフラの推進体制（全 25 法人）

センターハブ
物質・材料研究機構

高度なデバイス機能マテリアル
エネルギー変換マテリアル

北海道大学

量子・電子マテリアル

ハブ
東北大学
東京大学
名古屋大学
九州大学
京都大学

公立千歳科学技術大学

マテリアルの高度循環技術
バイオマテリアル
ナノスケールマテリアル
マルチマテリアル化技術・高分子マテリアル

信州大学
北陸先端科学技術大学院大学
山形大学

京都大学（ハブ）

東北大学
（ハブ）

大阪大学

筑波大学
産業技術総合研究所
物質・材料研究機構（センターハブ）

日本原子力研究開発機構
量子科学技術研究開発機構
広島大学

東京大学
（ハブ）
早稲田大学
電気通信大学
東京工業大学

九州大学（ハブ）

自然科学研究機構
香川大学

奈良先端科学技術大学院大学

名古屋大学
（ハブ）
名古屋工業大学
豊田工業大学

マテリアル先端リサーチインフラでは、装置共用によって得られる高品質なデータを、利用者の許可を得た上で収集し、データ中核拠点へ蓄積します。蓄積されたデータは、利用者
ご自身のデータ整理や解析にご利用いただくとともに、グループ間で共有したり、広く公開・共有することで、データ活用型プロジェクトの推進に活かしてまいります。

3北海道大学
ナノテクノロジー連携研究推進室
微細加工に要求される先端機器群の利用提供と、微細構造解析に関するノウハウの提供、データの解析等も含めた総合的な支援を実施
北海道大学では「横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野」と、「横断技術領域：計測・分析分野」の 2 つの領域を中心に研究支援を行います。
さらに、ユニークな装置群と研究者・技術者が長年培ってきた技術・経験・英知を結びつけ、イノベーション創出への研究開発
支援・技術相談サービスを提供します。
「横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野」ではクリーンルームに設置した加工装置群を用いることでミクロン〜ナノメー
トルスケールの微細加工についての研究支援を、「横断技術領域：
計測・分析分野」では種々の顕微鏡を駆使した材料の表面・内部
構造分析についての研究支援を行います。

JEM-ARM-1300

横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野●

加 速電圧 130kV 超高速スキャン電子線描画装置、レーザー直接描画装置を含めた多様な描画装置群●

ヘ リコンスパッタ、原子層堆積装置、イオンビームスパッタ、パルスレーザー堆積装置（PLD）などの成膜装置群●

ICP ドライエッチング装置、RIE、イオンミリング装置、NLD ドライエッチング装置などのエッチング装置群（1）クリーンルーム内に集積した微細加工装置群（2）教 員、技術職員、支援員が持つ加工ノウハウの提供（3）課題解決に向けた技術相談・サポート

新規デバイス創製や研究課題・技術課題解決へ

金ナノブロックダイマー（左）金ナノ構造を用いたプラズモンリソグラフィー（右）横断技術領域：計測・分析分野
収差補正電子顕微鏡で観察したグラフェン像（信州大提供）●イオン照射可能な超高圧電子顕微鏡群●

原子分解能を有する収差補正電子顕微鏡●

表面・及び内部構造を明らかにするための分析顕微鏡群●

観察サンプルを作製するための加工装置群●

XPS、AES、時間分解 PEEM による電子状態解析

（1）
表面構造
（2）
内部構造・3D 構造（3）電子状態分析
ナノ〜マイクロメートルオーダーにわたる材料・デバイスの分析・評価に関する研究支援
オージェ電子分光装置を用いた材料の組成・化学状態分析

4

新機能ナノ物質創出や新規デバイス創製へ北海道大学
横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野
光・電子・スピンを制御する新規ナノデバイス創製、バイオテクノロジーや新規マテリアル開発といったナノテクノロジーにより先端研究を加速することが可能な分野への微細加工支援を行います。
高精度加工装置群と独自の加工技術に研究者の経験と熱意を結びつけ、最先端の研究開発支援・技術
相談サービスを提供します。
学内 2 カ所のクリーンルームを開放して幅広いユーザーへの研究開発支援を行います。リソグラフィー・成膜・エッチングなどの装置群を組み合わせて最適なデバイス作製を行うと共に、装置講習などを通じて人材育成も努めることで我が国の新しい技術・産業創出への支援を行っていきます。

クラス 100、クラス 10000 のクリーンルーム

超高精度電子ビーム描画装置（125kV）

支援装置としては、130kV の超高速スキャン電子線描画装置を含む 4 台の EB 描画装置、レーザー直接描画装置、両面マス
クアライナーといった微細パターン形成装置群、金属、磁性体、酸化物までを高精度に成膜可能なスパッタ・蒸着装置群、加工素材と精度に合わせて選択できるドライエッチング・イオンミリング装置、作製したデバイスを評価するための FE-SEM や
太陽光シミュレーター等を整備しています。
これらの装置群に加え、多くの研究者がもつ最先端の加工ノウハウと技術職員が積み上げたデータを有効に活用し、ユーザーの研究、技術・製品開発が加速されるようなデバイス創出への積極的なサポートを推進します。

利用事例
ギャップ間距離を高精度に制御した金属ナノ構造の作製技術（電子線描画装置によるリソグラフィー）〜プラズモニックデバイス作製〜

電子線描画装置の描画分解能以下（シングル
ナノメートル）の精度でギャップ間距離を制御する技術と形状制御技術によるプラズモ
ニックデバイスの作製支援

表面増強ラマン散乱検出デバイス

テラヘルツ検出デバイス
nano-ringnano-slit

100 nm

100 nm金属ナノ構造のギャップ制御技術300 nm

金ナノブロックダイマー（左）金ナノ構造を用いたプラズモンリソグラフィー（右）原子層堆積装置（ALD)を用いた積層膜作製〜面内均一性が高く、被覆性に優れた酸化薄膜作製〜
積層膜構造

金ナノスリットリング構造と金ナノリング構造のSEM像

金ナノスリットリング構造と金ナノリング構造の吸収スペクトル

細胞計測用PDMSマイクロピラーの製作〜細胞の力学的測定用ツールの作成〜

細胞計測用マイクロピラー

作製プロセス① Crマスク作製② レジストによる原型作成

マイクロピラーアレイ③ PDMSの受型の作製

L＝10μm

作製プロセスF④ マイクロピラーの作製

φ＝2.8μm
7μm

使用装置
・電子線露光装置（エリオニクス社 ELS3700） ①
・両面マスクアライナ（ズースマイクロテック社 MA 6） ②
A. Okada, Y. Mizutani, et al.: Appl. Phys. Lett. 99, 263703 (2011).

5北海道大学
横断技術領域：計測・分析分野
北海道大学では、多様なナノデバイス・ナノ材料の表面・内部構造またその電子状態について様々な環境下で分析・評価を行える研究支援体制を整えています。ユニークな装置群と研究者・技術者が長年培ってきた技術・経験・英知を結びつけ、イノベーション創出への研究開発支援・技術相談サー
ビスを提供します。
（1）表面構造 （2）内部構造・3D 構造 （3）電子状態分析の観点からナノ〜マイクロメートルオーダーにわたる材料・デバイスの分析・評価、に関する研究支援を行います。
（1）
最 新の X 線光電子分光装置、オージェ電子分
光 装 置、 電 子 線 プ ロ ー ブ マ イ ク ロ ア ナ ラ イ
ザーといった表面分析装置による表面構造解析支援（2）2 台の高エネルギーイオン加速器を持つ世界に唯一の超高圧電子顕微鏡や、収差補正走査型
透過電子顕微鏡を含めた多種多様な電子顕微鏡群と SEM-FIB などの試料加工装置の組み合わせによる内部構造・3 次元構造解析支援（3）環境セルホルダーを用いたその場観察 TEM や
超高真空・極低温・強磁場 SPM を用いた環境●

制御下での分析支援、超高速時間分解光電子

各種ナノ計測設備群と計測技術を応用した多種多様な解析技術の提供●

顕微鏡などを用いた電子状態やナノ材料のリ

無機材料から生体材料にいたる多様なマテリアルのナノ構造・状態解析●

アルタイム動態の解析が可能なシステムを提材料の表面・表層から内部に至る一貫した包括的な先進微細構造解析●

供、新機能ナノ物質創出や新規デバイス創製

ナノテクノロジーを活用した材料研究分野における学問的課題を解決●

産業界の研究者が有する技術的課題を解決し、イノベーションを加速への研究、技術、製品開発の支援を行います。

●

知の集約による産学官連携による異分野融合と最先端計測人材の育成

利用事例
3D環境マテリアル分析システム（電子プローブマイクロアナライザ）【形【仕各種超高圧電子顕微鏡によるナノマテリアル評価〜原子レベルでの微細構造解析と量子ビームによる照射効果の解析〜

番】 JXA-8530F（JEOL）様】 電子銃
ショットキー FE
X線分光器数波長分散型4基
分析元素範囲Be〜U
最大分析領域
90 mm×90 mm
最大試料寸法100 mm×100 mm×50（H）
加速電圧1〜30 kV−11−7
照射電流範囲
10 〜10 A
3 nm（WD 11 mm，
30 kV）
2次電子分解能

電子ビームを試料の表面に照射し、発生する特性X線や2次電子を測定することで、表面形状、構成元素の種類、組成、分布状態を調べる装置。
マルチビーム超高圧電子顕微鏡（操作・観察部）

主な信号と利用目的
二次電子：二次電子像（形態観察）
反射電子：反射電子像（組成観察/凹凸観察）
特性X線：元素分析（定性/定量/元素分布）

高圧タンクとイオン加速器（JEM-ARM-1300）

超高圧電子顕微鏡による高分解能観察

カラーマップ分析

ナノ秒パルスレーザー照射下の格子欠陥解析

FE電子銃を使用していることから、従来型に比べ「短時間での分析が可能」であり、「極微小領域の高精度元素分析」に特化している。

6

デュアルイオンビーム／電子線の同時照射が可能な超高圧電子顕微鏡群による材料のミクロ構造解析支援

支援装置一覧《横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野》
1 リソグラフィー技術
1．超高精度電子ビーム描画装置（125kV）
ELS-F125（エリオニクス）

5．レーザー直接描画装置
DDB-201（ネオアーク）

ARIM 装置番号：HK-602
GFC 装置番号 ：AP-200001

仕様

●
●
●

 子銃：ZrO/W 熱電界放射型
電加速電圧：125kV、75kV、25kV

ARIM 装置番号：HK-605
GFC 装置番号 ：AP-200004

仕様●

描画最小線幅：5nm（125kV）

試料サイズ：最大 6 インチ● 最小ビーム直径：1.7nm
特徴 レジスト材料等に対し、電子ビーム照射によるナノレベル微細パターン（最小線幅 5nm）の描画が可能。

●

●

●

特徴

●
●

電子銃：ZrO/W 熱電界放射型
加速電圧：130kV

試料サイズ：最大 6 インチ
最小線幅：1μm

 板上に塗布されたレジスト材
基に、レーザ光線で直接ミクロン
単位の描画をする露光装置。

6．両面マスクアライナー
MA-6（ズース・マイクロテック）

ARIM 装置番号：HK-603
GFC 装置番号 ：AP-200059

仕様

光源：375nm 半導体レーザー
描画エリア：最大 50mm

ARIM 装置番号：HK-702
GFC 装置番号 ：AP-200020

仕様

●
●

両面、露光精度 0.6 ミクロン
試料サイズ：最大 6 インチ

基 板サイズ：最大 8 インチ・マルチ
ピース試料ホルダにより小片サンプ
ルにも対応
特徴 ク
 ロック数の向上により、ELS-F125 よりも高速に描画が可能。

特徴

3．超高精度電子ビーム描画装置（100kV）
ELS-7000HM（エリオニクス）

7．マスクアライナ
MA-20
（ミカサ）

●

 板 サ イ ズ： 不 定 形 小 片〜基150mm 角
厚いレジストにも対応可能な高性
能手動両面マスクアライナー。
●

ARIM 装置番号：HK-601
GFC 装置番号 ：AP-200002

仕様

ARIM 装置番号：HK-606
GFC 装置番号 ：AP-200003

電子銃：ZrO/W
加 速電圧：25、50、75、100kV

仕様

基板サイズ：最大 6 インチ
特徴 レジスト材料等に対し、電子線ビーム
照射によるナノレベル微細パターン（最小線幅 8nm）の描画が可能。

特徴

4．電子ビーム描画装置
ELS-3700（エリオニクス）

8．スピンコーター
MS-A150
（ミカサ）

●
●
●

最小線幅：8nm（5nm 可能）●

ARIM 装置番号：HK-701
GFC 装置番号 ：AP-200018

仕様●

電子銃エミッター：LaB6

加速電圧：1〜30kV
最小線幅：100nm● 試料サイズ：最大 4 インチ● 円弧スキャン可特徴 基 板上に塗布されたレジスト
材に、電子線で直接描画する
露光装置。
●
●

支援装置一覧《横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野》

2．超高速スキャン電子線描画装置（130kV）
ELS-F130HM（エリオニクス）●●●●コンタクト露光
基板サイズ：最大 4 インチ

マスクサイズ：最大 5 インチ

 源にマルチミラーランプハウ
光スを用い、均一性の高い照度分
布特性を持った露光装置である。

ARIM 装置番号：HK-707

仕様

試料サイズ：最大 6 インチ
回転数：0～8000rpm
平 坦な基板に、フォトレジス
ト等を滴下し基板表面に数ミクロン程度の均一な膜を形成させることが可能。
●
●

特徴

7

9．レーザー描画装置
DWL66+（ハイデルベルグ）
ARIM 装置番号：HK-604
GFC 装置番号 ：AP-200080

仕様

●
●
●

光源：405nm 半導体レーザー

描画エリア：最大 8 インチ角
最 小 描 画 線 幅：0.3 ミ ク ロ ン（HiRes）、0.8 ミクロン（WMII）●●

255 階 調 グ レ ー ス ケ ー ル モ ー ド搭載
バックアライメント機能

特徴 マ スク作製やグレースケール露光による ３ 次元構造作製が可能なレーザー直接描画装置。

2 成膜技術支援装置一覧《横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野》

1．真空蒸着装置
ED-1500R（サンバック）

4．プラズマ CVD 装置
PD-220ESN（サムコ）

ARIM 装置番号：HK-608
GFC 装置番号 ：AP-200005

仕様

ARIM 装置番号：HK-613
GFC 装置番号 ：AP-200006

 着 源： 抵 抗 加 熱 3 元、EB3
蒸
元● 基板加熱可● 水晶振動子式膜厚計
特徴 3 つの蒸発源と電子銃を備えた
真 空 蒸 着 装 置 で、 金 属、 半 導体、 無 機 絶 縁 物 の 蒸 着 が で きる。多層膜も成膜も可能。

仕様

2．EB 加熱・抵抗加熱蒸着装置
EBX-8C（アルバック）

5．パルスレーザー堆積装置
PAC-LMBE（パスカル）●●●

蒸着源：EB4 元・抵抗加熱 2 元蒸 着 材 料：Ti、Au、Al、Pd、Co特徴

 板 サ イ ズ： 最 大 8 イ ン チ ウ ェ基ハーSiO2、Si3N4 絶縁膜を基板上に形成することができる。

ARIM 装置番号：HK-615
GFC 装置番号 ：AP-200060

仕様● 源： エ キ シ マ レ ー ザ ー
光
248nm

等
特徴 金
 属や半導体化合物を真空中で加熱蒸散させ、基板、薄膜試料等の表面に電極膜、絶縁薄膜を形成する蒸着装置。

 料種類：TiO2、SrTiO3
試など● 基板サイズ：2cm 角

特徴

3．液体ソースプラズマ CVD 装置
PD-10C1（サムコ）6．ヘリコンスパッタリング装置
MPS-4000C1/HC1（アルバック）●

ARIM 装置番号：HK-614
GFC 装置番号 ：AP-200007

仕様

●
●

試料種類：SiO2 他
キ ャリアガス： N 2 、 H e 、Ar、H2

基板サイズ：最大 3 インチ
特徴 基 板上に SiO2 膜を形成することが可能である。

● 基板加熱機構あり
 HEED を装備し、リアルタ
R
イムで成膜状態をモニタリング可能。

ARIM 装置番号：HK-609
GFC 装置番号 ：AP-200008

仕様

●

●

特徴

 料 種 類：3 元、Au、Ag、Cr、
試
Ti、SiO2、他

カソード搭載数：3 基タ ーゲットサイズ：2 インチ 2 元、4 インチ 1 元
● 基板サイズ：Max.φ100mm
基 板上に金属等の薄膜を形成させることが可能。
●●

8

試料種類：SiO2、Si3N4●

ARIM 装置番号：HK-703
GFC 装置番号 ：AP-200027

仕様●

7．イオンビームスパッタ装置
IBS-6000（アルバック）

11．多元スパッタ装置
QAM-4-STS（アルバック）
ARIM 装置番号：HK-611
GFC 装置番号 ：AP-200072

ARIM 装置番号：HK-612
GFC 装置番号 ：AP-200009

仕様●

試 料 種 類：4 元、Ni、Cr、SiO2、W-Si 他● 
基 板サイズ：通常φ50mm×

仕様

●

●

厚さ最大 20mm●●

特徴 Ar イオンの照射により金属等を

8．コンパクトスパッタ装置
ACS-4000-C3-HS（アルバック）

●

特徴

仕様

試
 料種類：SiO2、TiO2、Al2O3、
Nb2O5 他
● 基板サイズ：6 インチウエハ対応●

 膜温度範囲：最大 600℃、コ成
ンピュータ制御特徴 高 精 度
（オングストロームオーダー）に膜厚を制御して薄膜を作製

特徴

 料種類：TiO2、Al2O3
試
基 板 サ イ ズ： 最 大 8 イ ン
チ、粉末試料（1g～15g）
粉 体成膜が容易にできる。8インチ基板への成膜が可能。
●

13．プラズマ原子層堆積装置
AD-230LP（サムコ）
ARIM 装置番号：HK-618
GFC 装置番号 ：AP-200083

仕様

 膜材料：Al2O3 他
成使用可能ガス：H2、NH3、N2、O2、Ar 等● キャリアガス：N 、Ar
2
●
●

●

することが可能。

ことが可能。

●

ARIM 装置番号：HK-616
GFC 装置番号 ：AP-200010

仕様

基 板上に金属等の薄膜を形成する

ARIM 装置番号：HK-617
GFC 装置番号 ：AP-200078● 基
 板加熱機構有り（〜550℃）
特徴 同 時成膜、多層成膜に対応可能な CO スパッタ方式。

9．原子層堆積装置
SUNALE-R（ピコサン）

は DC ヘリコン可能
ラジカル銃搭載（N、O、H）

支援装置一覧《横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野》

 料 種 類：SiO2、Au、Cr
試等● 
基 板サイズ：10mm〜4 イ
ンチ（リフトオフ仕様では25mm 角まで）●

7 元カソード（DC、RF）うち 2 元

12．原子層堆積装置（粉末対応型）（ピコサン）
R-200 Advanced

ARIM 装置番号：HK-610
GFC 装置番号 ：AP-200066

仕様

Ag 等
基板サイズ：最大 4 インチ（対向成膜では 1 インチ角まで）

基板加熱：最大 600℃±25℃

成膜する装置。

試 料 種 類：Au、Cr、Pt、Cu、

●
●

特徴

試料サイズ：最大 8 インチ
ステージ温度：～500℃

原 子レベルの膜厚制御が可能な ALD 装置。ロードロック室を有し、反応室を大気開放することがないため、再現性に優れた成膜が可能。プラズマによる低温成膜に対応。

10．EB 蒸着装置
EB-580S（エイコー）
ARIM 装置番号：HK-607
GFC 装置番号 ：AP-200074

仕様 着源：Au、Ti、Al、Cu、
蒸

Nb
● 
基板加熱可
（600 ℃ 程 度 まで）● 板 サ イ ズ： 最 大 30mm
基
角程度
特徴 多元蒸着源による EB 蒸着装置、金属を高真空状態で蒸着するのに適する。
●

9

3 エッチング技術
1．ICP高密度プラズマエッチング装置（フッ素）
RIE-101iPH（サムコ）

4．反応性イオンエッチング装置
RIE-10NRV（サムコ）

ARIM 装置番号：HK-620
GFC 装置番号 ：AP-200012

仕様●

使 用 ガ ス：SF6、Ar、O2、CHF3、C3F8●

基板サイズ：最大 4 インチ

特徴 シ リコン及び各種金属薄膜、化合ARIM 装置番号：HK-621
GFC 装置番号 ：AP-200013

仕様

●

特徴

物半導体などの高精度のエッチングが可能。

支援装置一覧《横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野》

2．ICP高密度プラズマエッチング装置（塩素）RIE-101iHS（サムコ）

基板サイズ：最大 8 インチ

SiO2、Si3N4 絶縁膜のドライエッチ
ングが可能。

ARIM 装置番号：HK-623
GFC 装置番号 ：AP-200015

使 用ガス：Ar、O2、Cl2、BCl3
基板サイズ：最大 4 インチ
特徴 シ リコン及び各種金属薄膜、化合物半導体などの高精度のエッチン
グが可能。

仕様

3．NLD ドライエッチング装置
NLD-500（アルバック）

6．シリコン深掘りエッチング装置
APX-Pegasus-Polestar（SPP テクノロジーズ）●●

使用ガス：Ar基 板 サ イ ズ： 最 大 ３ イ ン チ
厚さ最大 20mm
特徴 A
 r イオンの照射により金属やセラ
ミックスを微細加工する装置。

仕様●

 用 ガ ス：CHF3、SF6、C4F8、
使
O2、Ar、He、N2、Air● 基板サイズ：最大 4 インチ
特徴 ICP プラズマによって主に酸化物を高速にエッチングする装置。ナノメートルオーダーの深さ方向制
御が可能。

●
●

ARIM 装置番号：HK-622
GFC 装置番号 ：AP-200014

10

使用ガス：CF4、Ar、O2、CHF3

5．イオンミリング装置
IBE-6000S（アルバック）

ARIM 装置番号：HK-619
GFC 装置番号 ：AP-200067

仕様●

ARIM 装置番号：HK-624
GFC 装置番号 ：AP-200073

仕様

●
●
●
●

使用ガス：SF6、C4F8、O2、N2、Ar
基板サイズ：最大 4 インチ
エッチングレート：5μm/min
レジスト選択比；50 以上可能

特徴 ボ
 ッシュプロセスに対応。プロセス
状況に応じて段階的にエッチング条
件を調整する機能を有している。

4 評価技術1．高分解能電界放射型走査型電子顕微鏡
JSM-6700FT（日本電子）

3．光学干渉式膜厚計
F20-UV（フィルメトリクス）

ARIM 装置番号：HK-625
GFC 装置番号 ：AP-200017

仕様

●
●

加速電圧：0.5〜30kV

倍 率：×25〜19,000（LM mode）
×250〜650,000（SEM mode）● 2
 次 電 子 分 解 能：1.0nm（at 15kV）、

ARIM 装置番号：HK-626
GFC 装置番号 ：AP-200077

仕様

●
●

特徴

2.2nm
（at 1kV）

膜
 厚測定範囲：1nm～40μm
測 定波長域：190～1100nm

光干渉法を基に、透明もしく
は半透明膜の膜厚を簡単に測
定が可能。

特徴 試
 料表面を集束電子線で走査し、放射する電子を画像化する装置。表面構造の解析に用いる。

2．エリプソメータ
M-500S（日本分光社）

4．微細形状測定機（段差計）
ET200A（株式会社 小坂研究所）

ARIM 装置番号：HK-706
GFC 装置番号 ：AP-200058
●

Xe 光源

測定波長：350〜800nm● 試料水平置き特徴 反射した偏光ビームの相対的な位相の変化を測定することで、薄膜や表面、物質の微細構造を解析する装置。

仕様

●

●

支援装置一覧《横断技術領域：加工・デバイスプロセス分野》

仕様

ARIM 装置番号：HK-630
GFC 装置番号 ：6 月頃確定予定

 大サンプルサイズ Φ160×厚さ
最52mm

再現性 1σ 0.3nm 以内
測 定 範 囲 Z：600μm X：
100mm● 分解能 Z：0.1nm
X：0.1μm●●

特徴● 測定力 10μN～500μN
二次元表面粗さ解析及び段差を測定する装置。

5 その他加工技術
1．真空紫外露光装置
PC-01-H（エヌ工房）

3．卓上型ランプ加熱装置
MILA-5000（アドバンス理工）

ARIM 装置番号：HK-627
GFC 装置番号 ：AP-100058

仕様 ● 試料サイズ：最大 1 インチ
特徴 エ キシマランプによる真空紫外
露光とエキシマアッシングを行

ARIM 装置番号：HK-628
GFC 装置番号 ：AP-200084

仕様

●
●

 度範囲：RT～1200℃
温試料寸法：角 20mm×厚 2mm

加 熱雰囲気：大気中、真空中、
不活性ガス中● 
到 達 真 空 度：6.5Pa（RP＊1 使●

うことが可能。

特徴

用、室温無負荷） 度コントローラと雰囲気可変
温チャンバが一体化した赤外線ランプ加熱装置。

2．ガラスインプリント装置
GMP-415V（芝浦機械株式会社）
ARIM 装置番号：HK-629
GFC 装置番号 ：AP-200086

仕様

●

温
 度範囲 0℃～800℃（室温～800℃）

温度制御時間：0～999sec
軸ストローク：0～85mm● プレス力：0～40kN● 軸速度：0～15mm/sec●●

真空到達度：0.001～100Pa
サンプルサイズ：25mm 角
特徴 光学ガラスや石英ガラスなどの材料を加熱、プレス、成形する。
●●

11

支援装置一覧《横断技術領域：計測・分析分野》
1 表面構造解析
1．電界放出形走査電子顕微鏡
SEM JSM-6500F（日本電子）

4．電界放出形電子プローブマイクロアナライザー
FE-EPMA JXA-8530F（日本電子）

ARIM 装置番号：HK-302
GFC 装置番号 ：AP-200034

仕様

●
●
●

電子銃：電界放射型電子銃（FE）
加速電圧：0.5〜30kV

ARIM 装置番号：HK-303
GFC 装置番号 ：AP-200045

仕様●

2 次 電 子 分 解 能 : 1.5nm(15kV)

●5.0nm(1kV)●

加速電圧：1〜30kV
照射電流範囲：10-11～10-7A
分析機能：WDS

支援装置一覧《横断技術領域：計測・分析分野》

分析元素範囲：
（Be）
B～U
● 反
 射電子像（組成像、凹凸像）
取得可能● 最 大試料寸法：100mm×100mm
×50（H）
FE 電子銃により 0.1 ミクロンオーダーの高精度元素分析が可能。
●

分析機能：EDS（C〜U）、EBSD

試
 料ホルダー :32mmΦ×20mmH,
12.5mmΦ×10mmH
特徴 試
 料表面を収束電子線で走査し、放射する電子線を画像化する装置。表面構造の解析に用いる。

特徴

2．オージェ電子分光装置
AES JAMP-9500F（日本電子）

5．超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡
Regulus8230（日立ハイテク）●

ARIM 装置番号：HK-202
GFC 装置番号 ：AP-200052

仕様

●
●
●

加速電圧：0.5〜30kV
倍率：×25〜500,000

ARIM 装置番号：HK-404
GFC 装置番号 ：AP-200071

仕様

加速電圧：0.5～30kV
分析機能：EDS● STEM 機能●●

SEM 空間分解能：3nm

 の 他 分 析 機 能：EBSD、Li 以
そ
上の元素分析が可能
特徴 A
 r イオンスパッタリングによる深さ
方向分析／中和電子銃による絶縁物分析なども可能な表面分析装置。

特徴

3．X 線光電子分光装置
XPS JPS-9200（日本電子）

6．X 線光電子分光装置
XPS JPS-9200（日本電子）●仕様●●

X 線源：Al/Mg ツインアノード

分 解能：0.65eV（モノクロ X 線源）●

ARIM 装置番号：HK-406
GFC 装置番号 ：AP-200082

仕様

最 大耐負荷：500W（Mg）/600W（Al）● 
標 準 試 料：10×10mm、 厚 さ4mm 以内（最大 6 個）●●

大
 型試料の場合：最大 90mmφ、厚さ 1.5mm 以内

 射レンズ：視野制限及び角度制限絞り組込 磁界・電界形
入
インプットレンズ特徴 X 線の照射により、試料表面の構成元素や化学結合状態を分析する装置。
●

試料サイズ：6 インチまで
遠隔画面共有コ ールド FE 電子銃を搭載し、収差が小さく低加速電圧での高分解能観察が可能。
●

ARIM 装置番号：HK-201
GFC 装置番号 ：AP-200053

12

●

●

●
●

モノクロ X 線源エ ネ ル ギ ー 分 解 能：0.65eV（モ
ノクロ X 線源）

アルゴンイオンエッチング銃
分析径：3μmφ～3mmφ● 最大 20 点まで連続分析可、分析エリア：20mm×50mm
X 線を物質に照射し、中からでてくる光電子の速度を測定し、得られたスペクトルを解析して原子・分子の化学状態分析する。
●
●

特徴

標
 準 X 線源 Mg/Al ツインアノー

ド2 内部構造・3D 構造解析
1．電界放射型分析電子顕微鏡
TEM JEM-2010F（日本電子）

5．収差補正走査型透過電子顕微鏡
JEM-ARM200F（日本電子）

ARIM 装置番号：HK-102
GFC 装置番号 ：AP-200039

仕様

●
●

加速電圧：200kV

粒子分解能：0.19nm分
 析機能：EDS、EELS、GIF、STEM● 
二 軸傾斜分析ホルダー、二軸傾斜加熱●

ARIM 装置番号：HK-401
GFC 装置番号 ：AP-200062

仕様

●
●

特徴

ホルダー付属

加速電圧：80kV、200kV
分析機能：EDS、EELS

球面収差補正機能を持ち、原子分解能を有する STEM 像を含めた観察・分析
が可能。

特徴 各
 種分析機器を搭載した電界放射銃搭載
透過型分析電子顕微鏡。各種材料のミクロ組成・状態解析支援装置。

2．走査型透過電子顕微鏡
STEM HD-2000（日立ハイテク）

6．ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡
Titan3 G2 60-300（日本エフイー・アイ）

仕様●

加速電圧：200kV

格子分解能：0.24nm● 倍率：×100〜5,000,000

ARIM 装置番号：HK-101
GFC 装置番号 ：AP-200061

仕様

●

●
●

分析機能：EDS、EELSS EM 観察像：2 次電子観察、STEM 観
察、明視野像暗視野像（Z コントラスト）

特徴

●
●

●
●

加速電圧：400〜1300kV
イ オン加速器二基接続：400kV 系、
300kV 系
粒子分解能：0.118nm
その他機能：試料加熱・冷却ホルダ

 析機能：EDS、EELS、トモグラフ
分機能
TEM・STEM 共 に 収 差 補 正 機 能 を 持
ち、高分解能像の取得が可能。モノク
ロメーターを搭載し、高エネルギー分
解能での分析、トモグラフ機能等による 3 次元的な像観察・分析が可能。

7．集束イオンビーム加工・観察装置
FIB-SEM JIB-4600F/HKD（日本電子）

ARIM 装置番号：HK-103
GFC 装置番号 ：AP-200036

仕様

加速電圧：60kV〜300kV●● 大気非暴露対応
特徴 観
 察用として明・暗視野透過電子検出器と二次電子検出器、分析用としてエネルギー分散型特性 X 線検出器を備えている、微細構造観察が可能な装置。

3．マルチビーム超高圧電子顕微鏡
HVEM ARM-1300（日本電子）●

ARIM 装置番号：HK-304
GFC 装置番号 ：AP-200046仕様

加速電圧（SEM）：1〜30kV
加速電圧（FIB）：1〜30kV● 
像分解能（SEM）：1.2nm（30kV）
3.0nm（1kV）●●●

像分解能（FIB）：5nm（30kV）

特徴 点
 分解能 0.12nm。電子線の試料透過能が高いため“その場観察”や 3 次元
観察にも適している。高エネルギー電子線を試料に長時間照射することにより、原子炉材料などの損傷過程のシミュレーションが可能。

分析機能：EDS、EBSD、3D 観察
特徴 F
 E-SEM による高分解能観察や断面作
成 及 び 分 析、TEM 試 料 作 製に 加 え、FIB 加工、EDS 分析、EBSD 解析を同時に行うことができ、SEM、EDS、EBSDの 3 次元構築（3D 化）が可能。

4．環境セル対応透過電子顕微鏡
TEM JEM-2010（日本電子）

8．量子・電子制御ナノマテリアル顕微物性測定装置（日本電子）JEM-ARM200F NEOARM●

ARIM 装置番号：HK-107
GFC 装置番号 ：AP-200085

ARIM 装置番号：HK-301
GFC 装置番号 ：AP-200043

仕様

加速電圧：200kV
粒子分解能：0.23nm● 分析機能：EDS●

支援装置一覧《横断技術領域：計測・分析分野》

ARIM 装置番号：HK-402
GFC 装置番号 ：AP-200041

仕様●

加速電圧：200kV、80kV
分解能：
S TEM HAADF 像 70pm（200kV）、
100pm（80kV）、T EM 情報限界 100pm（200kV）、110pm（80kV）、●●● 環境セル加熱ホルダー付属特徴 透
 過してきた電子を結像して観察を行う電子顕微鏡。

●

電子銃：冷陰極電解放出形電子銃

 プション：EDS、加熱・バイアス印加オ
TEM 二軸傾斜ホルダー
冷 陰極電界放出形電子銃（Cold-FEG）と球面収差補正装置を搭載し、原子分解能での量子・電子制御ナノマテリアルの観察と EDS による元素分析が可能。
●

特徴

13

3 電子状態分析
1．時間分解収差補正光電子顕微鏡システム
AC-PEEMIII（エルミテック）

3．大気中紫外光電子分光装置
AC-3（理研計器）

ARIM 装置番号：HK-405
GFC 装置番号 ：AP-200056

仕様

●
●

空間分解能：4nm 以下エ ネルギー分解能：150meV 以下

視野範囲：2〜100μm● 時間分解能：7fs 以下● レーザー波長：400nm、800nm

ARIM 装置番号：HK-408
GFC 装置番号 ：AP-200070

仕様

●

●

5 軸ステージ・サンプル加熱機
構あり

●

特徴

支援装置一覧《横断技術領域：計測・分析分野》

14

 高被占軌道近傍の状態密度や仕最事関数、イオン化ポテンシャルをナ ノメートルオーダーの極表面の情報や極薄被膜の膜厚（0-20nm）を測定可能

4．顕微ラマン分光測定装置
HR-Evolution type pa nano
（堀場製作所）

ARIM 装置番号：HK-409

反射、透過測定● 
光電子増倍管、冷却型 PbS 光導電素子

 定スポットサイズ：2×5mm
測サ ン プ ル サ イ ズ 30×30mm
MAX（厚さ 10mm MAX）

大気中で簡単に測定。

る時間分解光電子イメージング。
収差補正機能あり。

仕様

測 定 エ ネ ル ギ ー 範 囲：4.0eV～
7.0eV

●

特徴 フ
 ェムト秒パルスレーザーと光電子顕微鏡（PEEM）の組み合わせによ

2．顕微紫外近赤外分光装置
MSV-5200（日本分光）●

ARIM 装置番号：HK-HK-631
GFC 装置番号 ：AP-200090●

仕様

測定波長域：200nm～2700nm
カセグレン対物 32 倍
● 自動 XYZ ステージ
特徴 光 源に重水素ランプ（紫外域）、ハロゲンランプ（可視・近赤外域）を使用し、波長範囲 200～2700nm の透過・反射スペクトルの測定が可能。微小領域（～μm）の測定とマッピングが可能。
●●

 ーザ（ラマン分析用光源）：励レ
起波長 633nm
測定波長範囲：100-4000cm-1● 分 光器：入射スリット：0～1000μm
まで、1μm ステップで電動制御
可能
●

●

特徴

検出器：CCD 検出器（Open Electrode タイプ）
ピクセル数：1024×256 pixels
対応波長：200～1050nm● 顕微鏡部：×10、×20、×50、×100
 装置は、試料にレーザを照射して得られるラマン散乱光を高本感度に検出し、スペクトルの解析により試料の定性分析を行うことができるラマン分光装置。μm 領域の顕微ラマン分光測定が可能。共焦点機能を搭載して空間分解能を高めているため、局所的な構造評価や化学組成による顕微イメージ画像の測定ができる。

4 試料作製装置
1．集束イオンビーム加工装置
FIB FB-2100（日立ハイテク）
ARIM 装置番号：HK-403
GFC 装置番号 ：AP-200042

仕様●

加速電圧：Ga

10kV〜40kV

 大倍率 :×2,400,000
最（基本倍率：300k、Zoom：×8）

3．イオンスライサー（日本電子）
仕様

特徴●

加速電圧：2kV〜8kV

断面 TEM 試料作製が可能。

●●●

SIM 分解能：6.0nm

3 次 元 ホ ル ダ ー 及 び コ ン ト
ローラー、マイクロサンプリ

4．精密イオン研磨装置
PIPSII（ガタン）
ARIM 装置番号：HK-407
GFC 装置番号 ：AP-200079

ング機構付属
●

大気非暴露対応特徴 イオンビームにより試料の微細加工を行う装置。10-40kV の可

仕様

●
●

変加速電圧により、粗加工、及び仕上げ加工の両方が可能になっている。

●

特徴

イオン入射角：最大±10°液体窒素冷却装置● TV カメラ 料表面に加速したアルゴンを当試て、スパッタリングすることで試料表面を削る。高精度な TEM 用の試料作製が可能。

支援装置一覧《横断技術領域：計測・分析分野》

2．集束イオンビーム加工装置
JEM-9320FIB（日本電子）

イオン加速電圧：1～6kV

ARIM 装置番号：HK-105
GFC 装置番号 ：AP-200081

仕様

 オン源：Ga 液体金属イオ
イン源● 
加 速 電 圧：5～30kV（5kV ス
テップ）● 
倍 率：×50（ 視 野 探 し ）、×
150～300,000●

像分解能：6nm（30kV 時）● 稼働絞り 5 段（モーター駆動）● 
イ オ ン ビ ー ム 加 工 形 状： 矩形、ライン、スポット●

 料ステージ：TEM 試料サイドエントリーゴニオメータス
試
テージ
特徴 30keV の Ga イオンを照射することによって試料の表面や内部の任意の 10～20μm 四方の領域の薄膜し透過電子顕微鏡観察用試料を作製することが出来る。タングステンやカーボンを試料の表面に任意の形状にデポすることも可能。

5．試料作製装置群
仕様

●
●

切断装置
機械研磨装置電解研磨装置
（Struers Tenupol-5）● FIB 加工装置
（JEM-9320FIB）
●

●

特徴

● ピックアップシステム
 子顕微鏡観察用試料を作製す
電るための装置類。

15

データ登録する方へ知っていただきたいこと① 登録データと構造化データ

本事業に関わる方々
データ登録者とは？

データ利用者とは？

 器の共用機器を利用し、かつ、当該機器から取得したデータの機登録を申請する者。
● 
機 器の共用機器の利用はしないが、自身の持つデータについて
データ登録を申請する者。

広域シェアのデータ利用を機構が承諾した者で、以下の要件も満たす者。
● 
外国為替、および外国貿易法、その他関連法令の要件を満たす者。

●

16

●

日
 本国内の法人に属し、当該法人が広域シェアの利用を承認する者。

17

データ登録する方へ知っていただきたいこと② 各データの共用期間と利用範囲、本事業機関との利用許諾

データの構造化

データベースへの格納

複製・移転

第三者への利用

登録データを本事業機関が独登録データ・構造化データを

登録データ・構造化データを

本事業機関が登録データ・構

自に作成したコード等によって、 加 工、 編 集、 抽 出、 統
合、集計、分析等を行って構造化データとすること。

18

本事業機関のデータベースに格納すること。

本事業機関間のデータベース
で複製・移転をすること。
※データ中核拠点の本事業以外のデータベースも含む。

造化データを第三者（データ
登録者を含む）へ利用させること。

サポート内容とご利用の流れ
支援形態は以下の通りです。どの形態が適当であるかなど、不明な点がある場合は、北大ナノテク
ノロジー連携研究推進室、あるいはセンター機関に電話またはメールでお問合せ下さい。

技術相談

機器利用

技術補助

専門技術でアドバイス

利用者自身で操作

補助スタッフが補助技術的な問題解決に向け機器は利用者自身が操作

利用者は操作方法などにつて、各ハブ・スポーク機関し、 実 験 し ま す。 デ ー タ

いて、技術スタッフの補助の技術スタッフが様々な問解析や考察も利用者が行を受けながら機器を使用し題に応じます。

います。

ます。

技術代行

共同研究

データ利用

利用者に代わり操作

利用者とハブ・スポーク機関が共同で実施

蓄積したデータの利活用

依頼に基づきハブ・スポー

データの解析や学術的な議蓄積したデータはデータ

ク機関の技術スタッフが実論 を 含 め て、 利 用 者 と ハ

ベースとして用いる他、新験・測定・評価・解析を行

ブ・スポーク機関とが共同

たな情報を導き出す利活用います。

で行います。

が可能です。

ご利用の流れ支援を受けようとお考えの方は、北大ナノテクノロジー連携研究推進室にご連絡、ご相談下さい。
事前打合せを経て、Web にて支援申し込みをして頂きます。支援が決定しましたら、契約、支援の実施となります。支援
後、利用料金課金、成果報告書提出となります。

１

利用相談

希望する試料が実験・測定可能

２

申請

申請書を北海道大学の窓口に申かどうか、技術スタッフにお問請していただければ、審査の結い合わせください。

果をお知らせします。

４

設備利用

申請内容に基づいて設備・機器を利用します。

５

報告

終了後、利用報告書を提出していただきます。

３

予約ご希望のスケジュールに合わせて予約して下さい。

６

利用料支払

ご利用に応じて利用料をお支払
いいただきます。

一般的な申し込みから実施へのプロセスは、利用相談、お申し込み、課題審査、マシンタイムの割り当て、実施、支援成果
報告書提出となります。課題は、随時受付けております。詳しくは、お電話またはメールにてお問い合わせください。

19

周辺地図・アクセス

北21条西15丁目
下車、徒歩 約5分

北キャンパス総合研究棟
3号館
創成研究機構ナノテクロジー
連携研究推進室

新千歳空港から
構内循環バス◦JR（快速エアポート）：40分

または高速バス

構内循環バス

情報科学研究科

JR札幌駅から◦タクシー：約10分（JR札幌駅北口より「北20条東門」経由）◦中央バス（西51）約16分乗車＋徒歩5分（「北21条西15丁目」下車）◦地下鉄：約3分乗車＋徒歩20分（南北線「北18条」駅下車）◦構内循環バス（無料）：約10分乗車◦JR札幌駅より北海道大学正門まで徒歩約10分
北海道大学正門（事務局前）より乗車→「創成科学研究棟前」下車

創成研究機構◦構内循環バス（8 ：30〜20：00の間、10分～20分間隔で運行して
おります）

連絡先

ナノテクノロジー連携研究推進室
札幌市北区北21条西10丁目
TEL：011-706-9340

創成科学研究棟内

FAX：011-706-9376
E-MAIL：material-dx@cris.hokudai.ac.jp

URL：https://arim.cris.hokudai.ac.jp/
北大ナノテク

2024年6月