走査型プロ-ブ顕微法によるマイクロメカニカル構造評価法の研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650083
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 羽根 一博 名古屋大学, 工学部, 助教授 (50164893)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大熊 繁 名古屋大学, 工学部, 教授 (40111827)
• Keywords: マイクロマシン / アトミックフォ-ス顕微鏡 / トンネル顕微鏡 / 非破壊検査 / ナノメ-トル加工

Research Abstract

本研究では微小プロ-ブを利用したマイクロメカニカル構造の新しい評価法を開発するため,ナノメ-トル領域における弾性,塑性特性,加工特性などを高精度に測定する方法を開発する.
本研究ではまず装置の製作を行った.トンネル顕微鏡観測部の製作を行った.次に防震構造部分を機械加工により作成した.積層圧電素子を用いたトライポッド型微動ステ-ジを作成した.電流検出回路およびフィ-ドバック回路を作成した.動作プログラムの開発と評価を行った.続いてアトミックフォ-ス顕微鏡検出部の改良を行った.マイクログラム領域の圧力印加用カンチレバ-をエッチング加工により作成した.動作プログラムの開発と評価を行い目的の動作を確認した.
トンネル顕微鏡装置において探針先端をナノメ-トルの精度で試料に接近させられることを確認した.トンネル電流一定モ-ドにおける表面形状の観察が数十ナノメ-トル精度で行えることを確認した.また電流加熱によるナノメ-トル加工が行えることを確認した.アトミックフォ-ス顕微鏡においてはマイクログラム領域の加圧に対するカンチレバ-の変位が測定できることを確認した.
試料としてシリコン基板上の熱酸化膜を用いて微小梁構造をリソグラフィプロセスにより作成し,アトミックフォ-ス顕微鏡を用いて試料の弾性変形とカンチレバ-の変位の関係を調べた.この結果から微小梁構造の弾性定数を導出した.さらに微小梁構造の表面にアルミニウム薄膜を蒸着により作成しそのヤング率の導出を試みた.これらの実験により測定装置の動作確認と,測定法基礎デ-タが得られたので,今後さらに高感度な測定ができるように装置を改良しながら種々の材料やより複雑なマイクロ機械構造を用いて測定を試みる.最後にこれまでの結果を取りまとめ総合的評価,今後の研究方向などを明らかにする予定である.

Research Products

• [Publications] M.Sasaki,M.Hino,K.Fujita,Y.Bessho,K.Hane,S.Okuma: "Development of Atomic Force Microscope Using Heterodyne Interferometry" New Studies in Applied Electromagnetics in Materials. 2. (1992)
• [Publications] 鳥井 昭宏,佐々木 実,羽根 一博,大熊 繁: "フォ-ス顕微法を用いたマイクロメカニカル構造の評価法" 電気学会論文誌. (1992)