2000 Fiscal Year Annual Research Report
薄膜金属ガラス微細梁の三次元微細成形とマイクロプローブへの応用
Project/Area Number |
12355007
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
下河辺 明 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40016796)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 晃一 (株)アドバンテスト研究所, MIC研究室, 研究員
秦 誠一 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (50293056)
佐藤 海二 東京工業大学, 総合理工学研究科, 助教授 (00215766)
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Keywords | MEMS / 微細加工 / 薄膜 / アモルファス / 金属ガラス / プローブ / 抵抗率 / 物性 |
Research Abstract |
(1)低抵抗薄膜金属ガラスの探索 将来のマイクロプローブへの応用展開を視野に入れ,新たに低抵抗な薄膜金属ガラスを創成するために,申請設備である高周波スパッタ装置(アネルバ(株)・L-250S)導入して,抵抗率の低い薄膜金属ガラスとなる合金組成を探索した. 検討の結果,Pd_<76>Cu_6Si_<18>(原子%)の薄膜金属ガラスの成膜に成功し,四端子法による抵抗率測定の結果,62μΩ・cmを実現した.薄膜金属ガラスの抵抗率は,成膜条件に大きく依存し,成膜時の水蒸気および酸素分圧の低減が低抵抗化に効果がある.このため従来の焼結ターゲットからアーク溶解した合金をターゲットとし,成膜した薄膜の抵抗率の安定化を図った. (2)低抵抗薄膜金属ガラスの微細加工法 上記(1)で見出した低抵抗薄膜金属ガラスに対して,従来のMEMSプロセスの適用を検討した.Pd基薄膜金属ガラスは,高耐食性でありエッチング加工が困難であったため,リフトオフ法を適用することで,幅20〜100μm,長さ50〜500μm,厚さ0.9〜10μmの各種寸法を持った微細片持はりの製作に成功した. さらに,金属ガラスの特徴である過冷却液体域での軟化を利用して,従来の金属材料,シリコン系材料のアニールに比べ,薄膜金属ガラスは低温,短時間でのアニールによって内部応力が緩和できることを示した.また,微細冶具を用いて薄膜金属で製作した微細構造体を弾性変形させた後にアニールし,応力を緩和することで変形させる微細成型法についても検討を行った. (3)薄膜金属ガラスの物性 薄膜金属ガラスの物性値(過冷却液体域,熱的安定性,縦弾性係数,引張強度,弾性限界,抵抗率,密度)を測定した.測定の結果,Zr基およびPd基薄膜金属ガラスは,高い弾性限界と引張強度を有し,ばね材として優れていることが明らかとなった.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 秦誠一,和田晃一,佐藤海二,下河辺明: "薄膜金属ガラスを用いた微細構造物の製作(第2報)-Pd基薄膜金属ガラスの成膜とその微細加工-"2000年度精密工学会春季講演会論文集. 401 (2000)
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[Publications] 秦誠一,松崎将健,崔起鳳,佐藤海二,下河辺明: "バルク金属ガラスを用いた微小球面軸受"日本機械学会IIP2000情報・知能・精密機器部門講演会講演論文集. 141-142 (2000)
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[Publications] 佐藤海二,伊藤健太郎,秦誠一,下河辺明: "液体の表面張力を利用したマイクロ部品のセルフアライメント(マイクロ部品や液滴の挙動とセルフアライメント精度)"日本機械学会IIP2000情報・知能・精密機器部門講演会講演論文集. 137-139 (2000)
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[Publications] 秦誠一,劉永東,加藤友和,下河辺明: "薄膜金属ガラスを用いた微細構造物の製作(第3報)-過冷却液体域を利用した立体構造製作法の検討-"2000年度精密工学会秋季講演会論文集. 401 (2000)
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[Publications] Liu Yongdong,Seiichi Hata,Kouichi Wada and Akira Shimokohbe: "Physical properties of Pd-based thin film metallic glass"2000年度精密工学会秋季講演会論文集. 402 (2000)
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[Publications] 蛸島武尚,奈良崎亘,和田晃一,北爪秀憲,本山慎一,柳永勳,江刺正喜,秦誠一,下河辺明: "マイクロマシン技術を用いたLSIテスト用微細プローブ・ピンの開発"平成13年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (2001)