2016 Fiscal Year Annual Research Report
微細毛構造由来の表面柔軟性を持つ静電吸着デバイスによる製造技術の革新
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16H04297
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
齋藤 滋規 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (30313349)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 邦夫 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (70226827)
鞠谷 雄士 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70153046)
山本 貴富喜 東京工業大学, 工学院, 准教授 (20322688)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 静電チャック / 生体模倣 / 微細毛構造 / 表面柔軟性 / リソグラフィー / 3Dプリンター / 双極型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ヤモリ指先の微細構造にヒントを得て，静電力により対象物を自在に凝着（把持）・離脱可能にする「ヤモリ型静電チャック」を創成し，従来，取り扱い困難だった対象物をハンドリング（物体操作）可能にする技術（デバイスおよび制御手法）を実現することにある．具体的には，静電力発生のための電極を先端に備えた微細毛の集合体を高度に集積し，ヤモリ指先のセタ（seta）微細毛にヒントを得た構造により，対象の表面形状に沿って柔軟に密着し，静電力をより有効に働かせるデバイスを実現すること，さらに，それを用いた「強い凝着」と「容易な離脱」を両立可能にする技術体系を確立することである．
28年度は，「双極型『ヤモリ型静電チャック』モジュール積層化によるデバイスの大面積化」のための「リソグラフィー技術による双極型微細毛静電チャックモジュールの試作・性能評価」および「3Dプリンターを用いた双極型微細毛静電チャックモジュールの性能向上」によって，ヤモリ型微細毛静電チャックの大面積化への実現可能性を示した．
前者は，半導体層・絶縁層・半導体層の3層一体のウエハをDRIE（ドライエッチング）とウェットエッチングを併用した手法によって，微細毛柔軟静電チャックモジュールを実装する技術であり，後者は，3Dプリンターにより，導体層・絶縁層・導体層の3層一体の微細毛柔軟静電チャックモジュールを一体成形する手法である．それぞれのタイプのモジュールが機能することを検証し，その潜在的なポテンシャルを評価することにより，研究プロジェクト遂行のための指針を得た．
今後は，対象の材質，形状などの範囲を広げることにより，従来に無い自動化ハンドリング技術を確立するための知見を得ることが期待される．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
微細毛構造によって表面柔軟性を持つ静電吸着デバイスに関してプロトタイプの設計・製作・性能評価を行った．プロタイプはリソグラフィー技術を用いたタイプのものと，3Dプリンターを用いたタイプの2つに分けられ，それぞれのタイプの単層モジュールの製作に関して期待の成果が得られた．今後，モジュールを積層し，大面積化を行うことにより，シート状の誘電体材料を自在にハンドリングできるようにするため，把持・離脱の際の条件について力学的な検討を重ねて，物理的な洞察を深める必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
微細毛構造によって表面柔軟性を持つ静電吸着デバイスの開発において，今後の研究推進の方向性は幾つかある．一つは，デバイスの大面積化のための技術開発である．これまでに得られた知見を生かして，単層モジュールを積層して大面積化を実現するために有効な製造技術を確立することである．また，もう一つは，特定の用途（たとえば，「特殊な半導体製造技術のためのウエハハンドリング」や「自動縫製技術のための布地ハンドリング」）における具体的な課題に対して，物理的に重要なポイントを抽出し，課題解決を図っていく．
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