移動マスクX線加工法を用いたマイクロ3次元構造加工システム開発に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12355008
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 杉山 進 立命館大学, 理工学部, 教授 (20278493)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山元 廣治 ミノルタ株式会社, 像情報技術部, 課長 ; 小西 聡 立命館大学, 理工学部, 助教授 (50288627)
• Keywords: マイクロ / 加工 / X線 / 露光 / マイクロレンズ / マイクロプリズム / マイクロノズル / 3次元加工

Research Abstract

3次元マイクロ加工システムの予備試作を行ない,3次元マイクロ加工システムの実現可能性を実証した。試作した加工システムは,露光チャンバサイズ0.6m×0.6m×0.6m,真空排気用にターボ分子ポンプとロータリーポンプを有し,1×10^<-5>Torr以下の真空中および大気圧以下のヘリウムガス雰囲気におけるX線露光が可能である。移動マスクX線露光用のX線マスク微動機構(分解能1nm)、基板回転機能(360°)および基板チルト機能(±90°),基板のX-Yスキャン機構(25mm×50mm),マスクと基板のマニュアルアライメント機構を有する,マスク枚数1枚、マスク・ステージ移動制御自由度6のシステムである。コンピュータによる装置のモニタおよびステージ動作制御が可能である。基板チルトおよび基板スキャンに使用した3ステージは,他ビームラインからの借用品であるため,動作レンジなどに制限はあるものの,基本的な加工に関する基礎データを得ることができた。真空中およびヘリウムガス雰囲気中でのSR照射X線によるPMMA加工の基礎データを得ると同時に,基板回転,基板チルト,基板位置合わせの機能が真空露光中にスムーズに動作し,かつこれらを組み合わせることによってマイクロレンズ,マイクロプリズム,マイクロノズル,マイクロギヤなどの製作が可能であることを確認した。この実験によって3次元マイクロ加工システムの実現可能性が実証できた。また実験によって3次元マイクロ加工システムに必要なステージ仕様が明らかになった。来年度はこの実験結果に基づいて,今年度導入した露光チャンバーに新しいステージを組み合わせて,マイクロ3次元構造加工システム(マスク枚数2枚、マスク・ステージ移動制御自由度6)の開発を進める予定である。

Research Products

• [Publications] Osamu Tabata et al.: "3-Dimensional Microstructure Fabrication Using Multiple Moving Mask Deep X-Ray Lithography"The Transaction E of The Institute of Electrical Engineering of Japan. Vol.120E No.7. 321-326 (2000)
• [Publications] Hui You et al.: "Deep X-ray Exposure System with Multistage for 3-D Microfabrication"Micromechatronics and Human Science. 53-58 (2000)
• [Publications] Osamu Tabata et al.: "Fabrication of 3-Dimensional Microstructures using Moving Mask Deep X-ray Lithography(M^2DXL)"The 14th Annual Int.Conf.On Micro ElectroMechinical Systems. 94-97 (2000)