東方ルビ東方ルビ生技株式会社

日台技術連携 / 光学・半導体装置

精密光学から、量産を支える装置へ。

日本の装置設計と台湾の製造・評価資源をつなぎ、MetaFabからレーザー加工まで、装置統合とプロセス改善を支援します。

技術実現性を相談4つの技術を見る
Semiconductor wafer technical illustration

日台の専門性を、開発の実行力へ。

日台協同

日本の装置設計と台湾の加工・評価資源を、案件ごとに組み合わせます。

光・機・電・材料の統合

光場制御、精密位置決め、材料・プロセスを一つの装置構成として設計します。

PoCから移管まで

試作・評価を段階化し、結果に基づいて装置展開・技術移管を判断します。

4つのコア技術プラットフォーム

用途、装置構成、評価項目から、共同開発の範囲を選ぶ。

MetaFab

超表面・メタレンズの製造開発

Smart Glasses / 撮像光学 / 車載センシング

光を制御する微細構造を、製造プロセスと装置へ。

技術内容・成果物

超表面を技術基盤とし、メタレンズを応用の一つとして開発。材料・微細構造・露光・エッチング・光学評価を統合し、SM150のウェーハ検証からR-to-Rの後続開発へつなぎます。

成果物例

装置構成案 / 工程仕様 / 光学・欠陥評価

SM150の開発目標・評価条件

150 mm Sapphire / TiO₂。400–700 nm消色差、Ø5・Ø8・Ø10 mm、550 nmで像側NA 1.3は開発目標です。NAは背面浸没介質中で定義します。

材料n・k、膜厚、応力 → 試験構造・露光校正・エッチング → 共通焦点面でのPSF・Strehl比・集光効率 → ウェーハマップと単個化後の再評価。

TiO₂膜層のn≈2.6（550 nm）は材料目標です。波長別のn・kを測定し、光学解析と加工限界から最終形状を決定します。0.5 µm級の初期工程だけで必要なサブ波長構造を形成できるとは限りません。

単層で成立しない場合は多層・ハイブリッド光学を別版として検討。SM150第一代方案 Rev A（2026年10月2日）に基づく開発計画です。

Meta-Optics：材料からシステムへ

TiO₂薄膜・基板 → ナノ構造形成 → メタレンズ → CIS / SPADとの光学統合 → モジュール評価。センサーとASICは連携候補であり、供給や製品化を確約するものではありません。

構造・工程の設計候補

TiO₂ナノ柱とサファイア基板を基本案とし、柱形状・高さ・径・ピッチは電磁場解析、実測n・k、加工限界から決定します。資料の高さ0.6–1.5 µm、径50–400 nm、ピッチ100–500 nmは探索範囲であり、確定仕様ではありません。

ウェーハ検証とR-to-Rを分けて開発

第一段階は150 mmサファイア上の成膜・マスクレス露光・乾式エッチング・単個化を検証。R-to-Rでは柔軟基板、複製材料、転写・位置合わせ、張力・熱管理を別途評価します。硬質ウェーハの切断だけでは連続製造の実証になりません。

評価する成果

波長別の焦点位置・PSF・集光効率、構造寸法と欠陥分布、クラック、加工速度、良品率を共通条件で測定。速度は面積/時間、良品率は判定条件と母数を併記します。

応用の検討範囲

AR/MR、可視域の撮像、CIS・SPADセンシングを検討。LiDARは使用波長・光源・受光器に応じた別設計が必要です。400–700 nmの設計を近赤外用途へそのまま適用しません。

掲載内容は開発構想・設計候補です。量産速度、効率、原価、売上・利益は試作と顧客検証後に評価します。

超表面の原理と設計条件を読む
Maskless Lithography

マスクレス露光装置

半導体PoC / MEMS・センサー / RDL

光学・位置決め・レジストを同時に設計。

技術内容・成果物

LCoS-SLM光場制御と高精度ステージを組み合わせ、描画線幅・位置合わせ・露光均一性を評価します。

成果物例

光学・ステージ構成 / 露光・現像の評価計画

Laser Dicing

レーザー内部改質・ダイシング

ウェーハ / MEMS / ガラス・光学部材

分離品質と加工条件を、材料から見極める。

技術内容・成果物

光源・集光深さ・改質層・位置決めを統合。欠け、微小クラック、加工速度を試加工で評価します。

成果物例

加工構成案 / 試加工計画 / 分離品質評価

SPAD Photon Sensing

SPAD光子センシング

低照度撮像 / LiDAR・ToF / 産業計測

感度と時間分解能を、検証できる仕様へ。

技術内容・成果物

DCR・PDE・時間ジッタ・クロストークを評価軸に、テストチップと読出し・実装構成を検討。試作経路は個別に確認します。

成果物例

要求仕様 / テストチップ検証計画 / 読出し構成

超表面から、メタレンズへ。

波長より小さな人工構造を平面上に配置し、光などの電磁波の位相・振幅・偏光と進行方向を設計する技術。単に材料を薄くするのではなく、微細構造の形状と配列で波面をつくります。

超表面（Metasurface）

光を制御する技術プラットフォーム。レンズのほか、偏光素子、ビーム偏向器、ホログラム、フィルター、光演算素子などへ展開できます。

メタレンズ（Metalens）

超表面を集光・結像に用いる応用の一つ。広帯域の色収差補正や高NA化は、それぞれ追加の設計条件として評価します。

波面を制御する仕組み

メタアトムの形状と配列

可視光ではナノ柱、ナノフィン、穴、アンテナなどを利用。ガラス・溶融石英などの基板上で、寸法、形状、向き、高さ、間隔を設計します。従来の曲面レンズが厚みと光路差で集光するのに対し、超表面は各位置の光学応答を組み合わせて波面を形成します。

幾何学的位相（PB位相）
異方性構造の回転角で位相を制御。代表的な設計では円偏光の変換成分に作用します。位相の幾何学的性質だけでは、広帯域の高効率化や消色差は保証されません。
伝搬位相
高屈折率の微細構造を導波路として利用し、断面寸法や高さに応じた位相差を蓄積します。
共振位相
構造の電磁共振で位相を変化させます。帯域幅、損失、製造誤差への感度を併せて評価します。

局所応答を必要な分布に配置し、集光、分光、ビーム整形、偏光制御などを実現します。各機能の自由度や効率には設計上のトレードオフがあります。

一般的な固定構造は受動素子です。動的な可変制御には、別途チューニング機構が必要です。また、薄さは光学機能層と基板を分けて評価し、構造の高さが常に波長未満とは限りません。

主な応用と、用途ごとの設計

AR / MR・スマートグラス

波面制御、光結合、表示光学の薄型化。視野角、色、偏光、アイボックスとの整合が必要です。

スマートフォン・CIS

微小光学系の集積、入射光の制御、集光の補助。画素構造や入射角との適合を評価します。

SPAD / LiDAR

微小集光、ビーム整形、受光器への光結合。光源波長とセンサー構造に合わせて設計し、システム全体で性能を測定します。

車載・ドローン・セキュリティ

小型撮像、赤外光学、深度センシング。使用波長、温度、耐環境性に応じて材料と構造を選びます。

このほか、生体イメージング、分光器、光演算、ホログラフィーなどが研究されています。先進パッケージングやフォトニクス集積との適合も検討対象です。上記は技術の応用領域であり、当社の納入実績を示すものではありません。

製造品質を左右する6つの要素
技術項目主な影響・評価内容
微細構造の寸法・精度位相精度、効率、結像品質。設計値からの寸法誤差と側壁形状を評価。
材料の屈折率・吸収透過率と位相設計の自由度。可視光ではTiO₂、GaN、SiNなどが候補。波長別のn・kを実測。
構造の高さ・形状位相の可変範囲、偏光応答、効率。アスペクト比と加工・転写の再現性を確認。
波長・分散設計全彩・広帯域の色収差補正。焦点位置、群遅延、帯域全体の効率を評価。
工程均一性・検査大面積の性能ばらつきと歩留まり。膜厚、寸法、欠陥、クラックを面内マップで確認。
実装・センサー統合モジュールの性能と原価。位置合わせ、光結合、熱・機械条件を含めて評価。

高屈折率は光の閉じ込めや位相設計に有利ですが、それだけで高NA・全彩消色差が成立するわけではありません。材料、構造、分散、偏光、加工誤差、使用環境を同時に設計します。

400–700 nm・NA 1.3・直径5–10 mmの評価条件

SM150の数値は開発目標です。帯域、NA、口径を同時に満たす性能は、解析と試作・測定で確認します。

NAは、レンズ材料ではなく使用する光学系で定義

NA = n sin θ

n：焦点側の媒質の屈折率 / θ：光軸と最大収束光線のなす半角

空気中の通常の遠方場光学ではNA≤1のため、NA 1.3は成立しません。SM150は背面浸液中の像側NAを想定し、媒質、屈折率、界面、作動距離を明確化します。近接場の特殊構成は、この条件とは別に評価します。

TiO₂のn≈2.6は波長・成膜条件に依存

550 nmでの材料目標として扱い、400–700 nm全域で一定とは仮定しません。結晶相、密度、空隙、成膜条件に応じたn・kを測定。薄膜の屈折率と、充填率を含む構造の実効応答を区別します。

広帯域・高NA・大口径を同時に評価

大口径化の実例があっても、同じ材料・帯域・NA・効率での成立を意味しません。5–10 mmへの拡大では、必要な群遅延、分散設計、面内均一性、計算量、効率の制約を確認します。

設計から試作・評価へ

  1. 使用条件を定義する

    空気・浸液、焦点距離、視野角、目標効率、偏光、作動距離を決定。測定方法と合否基準もそろえます。

  2. 局所構造と光学系を解析する

    FDTD・RCWA等で局所応答を計算し、必要に応じて逆設計を活用。全口径の波動伝搬解析と接続し、単波長・中程度のNAから設計を評価します。

  3. 小口径の原型を測定する

    構造寸法、PSF、集光効率、焦点位置を測定。共通焦点面で波長別の性能を比較し、口径と帯域を段階的に拡張します。

  4. 製造ルートと量産条件を選ぶ

    電子線・DUV露光、ナノインプリントなどのパターニングと、ALD等の成膜・エッチング工程の相性を比較。設備・外部連携の範囲を定め、R-to-Rでは材料と搬送条件を別途評価します。

技術解説の参考文献

公開研究は技術原理・設計制約の根拠です。当社の達成性能を示すものではありません。技術解説の更新：2026年10月22日。

MetaFab：検証と展開の2段階

SM150｜ウェーハ検証
成膜・露光・エッチング
光学評価・単個化
R-to-R｜後続開発

R-to-Rでは複製材料・柔軟基板・搬送と張力・オンライン検査を検証し、消色差とNAを再設計します。

クラック

単個化前後の欠陥

速度

工程タクト・搬送条件

精度

構造寸法・位置合わせ

歩留まり

工程別・最終検査

関連する技術支援

CIP：工程解析・改善方針。機能部材：セラミックヒーター・ガラス加工。熱マネジメント：接合・熱的整合性、酸化ガリウムと多結晶ダイヤモンド放熱構造の研究。

測定結果で、次の段階を決める。

  1. 01

    要求・PoCの範囲を定義

    用途、材料、光学指標と評価基準を確認。費用・納期・成果物を合意します。

    要求仕様・検証計画
  2. 02

    装置構成を設計・試作

    光・機・電・材料を統合し、担当範囲と試作・測定方法を具体化します。

    構成案・初号機評価
  3. 03

    実機検証・技術移管

    要求との差を評価し、結果に応じて装置複製・工程移管・ライセンス条件を協議します。

    評価報告・次段階の合意
CTO / TECHNICAL LEAD

根本 慧一

装置システムの構想から、コア技術の開発・統合までを統括。

Etch / CVD / PVD / RTPCIPLCoS-SLM

光学と半導体装置を、同じ視点で。

研究開発の背景

AISTつくば研究拠点に関連する技術研究開発の経験。現在の所属や機関による推奨を示すものではありません。

半導体前工程・CIP

Etch・CVD・PVD・RTPの開発・システム統合とプロセス改善。

光学・レーザー・精密制御

光配線、ビーム整形、超短パルスレーザー、高精度モーション制御。開発領域：MetaFab、ABSE™、LCoS-SLM、AIフォトニクス製造基盤。

共同開発のご質問

標準装置やSPADチップを購入できますか？

当社は技術開発・装置統合のパートナーです。要求に応じた共同開発・PoCを進め、目標を確認した段階で装置展開・技術移管を協議します。費用と納期は案件ごとに定めます。

共同開発と知的財産の条件は？

段階ごとの成果物・判定基準を設定します。機密資料の共有前にNDAを協議・締結し、既存知財、開発成果、利用・移管の権利を契約で定めます。

初回相談では何を伝えればよいですか？

用途、対象材料、必要な性能と開発段階をお知らせください。仕様が未確定でも、課題と希望する成果物から整理します。初回フォームに機密情報を記入する必要はありません。

次の装置開発を、ここから。

用途と課題を共有し、技術実現性と協業の範囲を整理する。

このフォームから相談内容を受け付けます。機密資料はNDA締結後に共有してください。

nemoto@tohoruby.com+81 70-4812-1868
個人情報の取り扱い

取得情報は当社が相談受付と回答、関連する連絡のために保存・利用します。営業目的の第三者提供は行いません。照会・訂正・削除のご相談はnemoto@tohoruby.comまで。NDAはフォーム送信だけで成立しません。