受賞者の皆様、おめでとうございます！
2023年6月1日から2024年2月29日までの期間、Heidelberg Instruments のシステムを使用するすべてのユーザーが、「先端マイクロ・ナノ加工アプリケーション画像コンペティション」第2回に参加するよう招待されました。本コンペティションは、世界中のコミュニティが Heidelberg Instruments のコミュニケーションチャネルを通じて自身の研究成果を紹介し、合計10,000ユーロの賞金を獲得する機会を提供するものです。各賞は寄付として授与されます。
- 1点から5点の画像および／または短い動画（<3分）をアップロードし、1つの革新的な応用を示してください。以下の本文ではこれらを「画像」と呼びます。
- 提出された画像は、Heidelberg Instruments のツールの使用を示すものである必要があります（VPG、DWL、MLA、uPG、pMLA、NanoFrazor、MPO 100 を含む現在または過去のすべてのシステム）。
- 画像は第三者の著作権に抵触しないものでなければなりません。
- 画像はあらゆる機器（例：カメラや顕微鏡）で作成可能です。
- 画像は説明目的である場合に限り、軽微な編集が許可されます（例：スケールバーや要素の名称表示）。
- Heidelberg Instruments は、画像をオンラインまたは印刷物で使用する完全な権利を有します。画像には提出者が選択した参照（著者名および／または所属機関）が付与されます。
- 受賞者は Heidelberg Instruments が任命した委員会によって選定されます。
- 異なる応用に関する複数の応募が可能であり、それぞれ別個に提出する必要があります。
- 画像の説明的品質（画像は応用の理解に役立つものであること）
- 画像の美的品質および品質（精度、シャープネス、解像度)
- 応用および関連画像に関する明確かつ簡潔な説明
- 応用の創造性および革新性
- エネルギー節約または環境配慮の利点も考慮されます
本年度のアプリケーション画像コンペティション第1位は以下の方に授与されました：
バシット・アリ
博士候補生 コチ大学マイクロ・ナノファブリケーション研究所トルコ、イスタンブール
共著者
メフディ・ボスタン・シリン、ウムット・ケリムザデ博士、エルデム・アラカ教授・博士
使用システム：
Heidelberg Instruments DWL 66⁺ Laser Lithography System
説明：
シリコンナノワイヤのような一次元材料は、高度な生化学センサーおよび慣性センサーにとって重要です。しかしながら、従来の電子線（e-beam）リソグラフィは、低速かつ高コストという欠点があります。
Heidelberg Instruments の DWL 66+ を用いることで、MEMSアンカーの精密なパターニングを行い、その後イオンビームエッチングによって単一構造のナノワイヤを作製しました。
e-beam リソグラフィと比較して、DWL 66+ は製造プロセスを大幅に簡素化し、環境負荷を低減し、描画時間を大幅に短縮します。
微調整により、ナノワイヤの臨界寸法は 250 nm まで達成されました。
この低コストかつ高解像度の手法は、ナノワイヤベースの生化学センサーに大きな可能性をもたらし、精密なMEMSおよびナノワイヤ構造を用いた慣性センサーに新たな展望を開きます。
審査員コメント：
イオンビームエッチングによって250nmという微細な臨界寸法を達成するためには、高い均一性と再現性を持つリソグラフィプロセスが必要である。この成果は、当社のDWL 66+リソグラフィ・システムの高い安定性を実証するものです。
第2位
単一免疫T細胞動態研究のための単一細胞マイクロ流体トラッピングシステム
Wei-Che Chang
PhD Candidate, Integrated Photonics and Applications Centre (InPAC), School of Engineering, RMIT University, Melbourne, Australia
共著者
クリスピン・シジーク博士、アプリリアーナ・E・R・カルティカサリ博士、セサル・S・ウエルタス博士、ブリアンナ・ブラッドリー博士、カルトス・エスコベド博士、マグダレナ・プレバンスキー特別教授、アーナン・ミッチェル特別教授
使用システム
Heidelberg Instruments MLA 150 マスクレスアライナー
概要：
卵巣がんは年間20万人以上の命を奪っているが、現在の治療法は不十分である。免疫療法は、T細胞の消耗を回復させてがんに対抗するという点で有望視されているが、顕微鏡下での非付着細胞のスキャン作業が煩雑であるため、時間的情報が得られないという課題を抱えている。単一細胞の並列解析を行うプラットフォームの開発が不可欠である。マイクロ流体デバイスは、高い空間分解能と時間分解能を提供する。本研究では、MLA 150 マスクレスアライナーを用いて精密に作製した、2層構造の細胞捕捉アレイを提示する。このアレイは、PDMSマイクロ流体チップ（µFC）の型として機能する2つのマイクロメートルスケールのパターンを正確に位置合わせし、多重単一細胞分離を実現する。本モデルでは、200個のJurkat細胞（T細胞の一種）を単離し、1つの視野内で蛍光色素の取り込みという動的な過程を記録した。このプラットフォームは、免疫細胞研究に不可欠なハイコンテンツデータを提供し、卵巣がん根絶に向けた免疫療法の可能性を前進させるものである。
審査員コメント：
当社のツールが医学研究の進展に寄与していること、とりわけがん撲滅に向けた取り組みに貢献していることを知り、大きな誇りを感じています。無数の人々の生活に良い影響を与える可能性を秘めた、このような極めて重要な取り組みにおいて、当社の技術が活用されているのを見ることは、この上ない喜びです。
第3位
磁性薄膜のグレースケール直接レーザーアニーリング
Dr. Lauren Riddiford
スイス・チューリッヒ工科大学パウル・シェラー研究所 メゾスコピック・システム研究室 博士研究員
共著者
ジェフリー・ブロック博士、カタジナ・ムラウスカ、アレス・フラベック博士、ローラ・ヘイダーマン教授
使用システム：
Heidelberg Instruments DWL 66⁺ Laser Lithography System
概要：
本研究では、フォトレジストを使用せずにDWL 66+のグレースケール機能を活用し、磁性薄膜に対して「ダイレクトライトレーザー」を照射することで、局所的な磁気特性の変化を誘起した。例えば、CoFeB-Pt磁性多層膜において、レーザー出力の増加に伴い垂直磁気異方性が減少し、高出力では磁気が消失するため、材料を除去することなく磁気ワイヤの形成が可能となった。DWL 66+の「アドバンスト・グレースケール」機能を活用し、半径の増加に伴い異方性が増加する磁気特性を反映した雪の結晶状のパターンを形成し、磁場下での磁化反転を制御した。印加された磁場により、異方性の勾配に沿って「下向き」の磁区が拡大する。磁化反転に抵抗する円形領域は、雪の結晶状のパターンの外側を高出力レーザーでアニールすることで定義される。
この新たな技術は、材料特性の勾配を利用した革新的なデバイスの開発の可能性を切り開くものである。
審査員コメント：
当ツールの機能をこれほど独創的に活用していただいたことに、私たちは大変驚かされました。グレースケールを利用して局所的に磁気特性を変化させるという発想は、私たちも思い至らなかったものです。ツールユーザーの創意工夫が私たちの予想を上回り、当技術の汎用性と可能性を存分に示してくださったことを、大変嬉しく思います。
4位
GaNデバイス：金エアブリッジの作製
ションホ・シュブロ
インド科学研究所（IISc）ナノ科学工学センター（CeNSE）博士研究員（インド、ベンガルール
共著者
Dr. Roopa J、Muralidharan R、Prosenjit Sen、Digbijoy N Nath
使用システム
ハイデルベルグ・インスツルメンツ μPG501（μMLAの前身）
説明：
RFデバイスやその他の用途における金属配線として機能するエアブリッジは、シリコン基板上に製造される。これらは、厚さ約3～4マイクロメートルの浮遊金属膜から構成されている。パターニングには、Heidelberg Instruments社製のµPG 501（µMLAの前身機種）を用い、厚膜フォトレジストAZ 4562を用いたデュアルリソグラフィー手法が採用された。アーチ構造を形成するために、レジストのリフローが行われた。金メッキは電気めっきによって施された。この製造方法はワイヤボンディングに類似しており、ミクロン単位のスケールで実施される。
審査員コメント：
RFデバイスにおける金属配線として機能するこれらの視覚的に魅力的な構造は、レジストのリフローに代えてグレースケールリソグラフィーを用いて同様の構造を作成する可能性を示唆している。これにより、露光工程を単一のリソグラフィープロセスで実現することが可能となる。
第5位
t-SPLとナノインプリントを組み合わせた2Dナノエレクトロニクス用グレースケールナノトポグラフィ
シャ・リュー博士、ベルケ・エルバス博士
スイス、ローザンヌ、EPFL、マイクロシステム研究所(LMIS1)
共著者：
ユルゲン・ブルッガー教授
使用システム
Heidelberg Instruments NanoFrazor
概要：
グレースケール・ナノリソグラフィの登場は、半導体などの2次元材料の台頭と時期を同じくしており、先進的なナノエレクトロニクスの可能性を予感させるものである。これらの材料は卓越した電気的特性を有しており、10 nm未満のチャネル長やナノシート積層型トランジスタの実現を通じて、プロセッサに革命をもたらすことが期待されている。しかし、シリコンに比べて電子移動度が低いといった課題は依然として残っており、その集積化や物理的特性に関するさらなる研究が必要とされている。シリコンベースの手法に類似したひずみ制御は、キャリア移動度を向上させる有望な手法である。本研究では、ナノエンジニアリングを施した誘電体層に密着させることで、単層MoS₂における効果的なひずみ制御が可能であることを実証した。この汎用的な手法は、種類を問わず多様な2次元材料に適用可能であり、様々な応用への可能性を秘めており、ナノテクノロジーの進化する展望を浮き彫りにしている。
審査員コメント：
熟練した研究者の手にかかると、当社の「NanoFrazor」が発揮する性能には驚かされます。グレースケール・ナノリソグラフィーとMoS2を融合させることで、視覚的にも素晴らしいナノエレクトロニクスデバイスが実現しました。これに加え、パターン化されたMoS2チャネルとリフトオフメタライゼーションを組み合わせることで、デバイスの性能向上が期待されます。
入選
スペースポリマーに直径30インチの回折レンズ
ヒョン・ジョン・キム
米国バージニア州ハンプトンNASAラングレー研究センター 研究物理学者
使用システム
ハイデルベルグDWL 66fsバックサイドアライメント付き
概要：
本プロジェクトでは、DWL 66fsを用いて、マイラーフィルム上に裏面アライメントを施した直径30インチの回折レンズを製作しました。取り外し可能な格子パターンを備えた柔軟で透明な基板を採用することで、NASAのDWL 66fsで処理可能な最大基板サイズである7インチを超える、大型レンズの微細パターニングを実現しました。幅数十マイクロメートルのリングで構成され、焦点距離164フィート（50メートル）を有するこのレンズは、試験においてレンズ全体にわたって正確な集光性を示し、製造精度が実証されました。今後の目標は、実環境での応用を見据え、屋外試験を通じてこのレンズの画質と効率性を評価することです。
審査員コメント：
微細構造のサイズ自体は課題とはなりませんが、本ツールの裏面位置合わせ機能を巧みに活用している点は特筆に値します。さらに、その用途自体も非常に興味深く、主要な航空宇宙研究センターにおいて当社のシステムが活用されていることを誇りに思います。
