2005 Fiscal Year Annual Research Report
MEMS用レジスト微小構造部材のための機械的性質評価法の開発
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17560611
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石山 千恵美 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (00311663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥後 矢吉 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30016802)
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| Keywords | フォトリソグラフィー / 厚膜レジスト / ミクロンサイズ材料試験機 / エポキシ樹脂 / 曲げ強度 / 熱硬化性樹脂 / SU-8 / 機械的性質 |
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| Research Abstract |
リソグラフィーとは、基盤上にレジスト材料を数ミクロンの厚さで塗布し、その上にミクロンサイズの微小パターンを写真のように露光・現像することによって作製したレジストの微細構造物を、金型やマスキングとして利用する技術である。しかし、工程の途中で一時的に作製されるレジスト微小構造物自体は、直接マイクロマシンやMEMSの微小構造部材として適用されることは殆どない。これは、レジスト自体の機械的性質が不明な上に、微細構造物の形状に著しい制限(膜厚数ミクロン以下、アスペクト比1以下)があるなどの理由からであった。ところが、最近登場したエポキシ系レジスト、SU-8は、厚さ数十ミクロン以上で高アスペクト比(5以上)での加工が可能であることから、これをマイクロマシンやMEMSの微小構造部材として直接適用しようという要求が急激に高まってきている。
本研究の目的は、厚膜で高アスペクト比の加工が可能なエポキシ系レジスト、SU-8を用いて、リソグラフィー技術により作製したミクロンサイズ高分子構造部材をマイクロマシンやMEMS用の構造部材として実用化するために必要な機械的性質の評価法を開発することである。
本研究の目的を達成するために、本年度は以下の2点を目的として研究を実施した。
1.エポキシ系レジスト、SU-8の機械的性質にリソグラフィー過程での加工条件が及ぼす影響を明らかにする目的で、SU-8薄膜より打ち抜きでマクロサイズの引張薄膜試験片を作製して引張特性に及ぼす熱処理、現像等の加工条件の影響を調べた。その結果、熱処理や現像の有無によって機械的性質が大きく変化することが明らかとなった。しかし、エポキシ樹脂は高分子材料としては傷感受性が高く、打ち抜き加工は定量的な評価を行う上で適当でないと考えられる。より正確に加工条件の影響を調べるためには、マスクを用いたリソグラフィーで試験片を作製する必要がある。(次年度実施予定)
2.ミクロンサイズ高分子構造部材に対する曲げ強度試験用試験片用マスクを設計するため、微細レーザー加工によりミクロンサイズ曲げ試験片を試作した。その結果、本研究室で開発したミクロンサイズ材料試験機を用いて曲げ試験を行うことに成功し、機械的性質の基礎データを得た。このデーターに基づいてノッチ無しとノッチ付きの2種類の曲げ試験片を作製するためのマスクを設計した。(次年度以降、マスクを使った試験片作製を実施。)
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