超小型自走機械群を用いた超高真空用表面微細構造の加工・測定システムの開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06555035
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 青山 尚之 静岡大学, 工学部, 助教授 (40159306)
• 研究分担者: 菅沼 亮介 本多電子(株), 産業機器事業部, 課長 ; 原 勉 (株)浜松ホトニクス, 中央研究所, 主任研究員 ; 村上 健司 静岡大学, 電子工学研究所, 講師 (30182091) ; 下河辺 明 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40016796) ; 佐々木 彰 静岡大学, 工学部, 教授 (80022309)
• キーワード: 超小型自走機械 / 超高真空 / 表面微細構造 / 加工 / 測定

研究概要

(1)走査型プローブ顕微鏡の超小型化と微細加工(佐々木・原):
トンネル電流型、原子間力型、近接場光型などの微細プローブを化学的加工方法により小型化を行うともにプローブ特性を調べた。さらにパルス状電圧を印加する方法、直接的な接触による機械加工あるいは介在物による表面微細加工などを試み、種々のプローブを微小加工工具として機能させることに成功した。
(2)超高真空用超小型自走機械の設計(青山・佐々木):
これまでに経験している超小型精密自走機械が大気圧中での動作を前提に設計製作されていたため、これを超高真空中での動作するように電機要素、機械要素、結合材、給電方法などを再検討した。そして、超高真空中で微細動作可能な超小型自走機械を設計し、基本特性を確認した。また実際にこの環境中で動作させ、設計した性能が得られたかどうかを実験的に測定し評価を行った。その結果、10^<-5>Torr程度の真空度の環境下で所定の性能を発揮できることを確認した。
(3)真空中における半導体デバイス表面の微細挙動の解明(村上):
超高真空容器中における各種金属材料の表面における基本的挙動を原子・分子レベルで明らかにするとともに特に試料とプローブ/工具の準接触状態での相互干渉を実験的に明らかにした。微細プローブ先端に与えるパルス放電により試料表面に微細な機械的痕跡が与えられることを電界イオン顕微鏡などを用いて明らかにした。また表面の性状も変化していることが確認されたが、どのような物理的反応が微細領域に発生したのかは確認することがてきなかった。しかしながら超小型自走機械に搭載したプローブ電極により、高真空中において微細素子の加工するシステムを完成することができた。

研究成果

• [文献書誌] 青山尚之他: "回転形ティルティングテーブルの精密制御-機構の試作と基本性能" 精密工学会誌. 61. 1415-1420 (1995)
• [文献書誌] Hisayuki Aoyama: "Combination of Miniature Robot and Coordinate Measuring Machine" Proc. of 2nd Int. Conf on Preci. Engineering. 1. 465-468 (1995)
• [文献書誌] Hisayuki Aoyama: "Micro Hammer Forming by Miniature Robot" Proc. of 2nd Int. Conf.on Preci, Engineering. 1. 680-684 (1995)
• [文献書誌] Hisayuki Aoyama: "Navigation and Formation Control for Distributed Miniature Robots" Proc. of IEEE 6th Int. Conf. on Micro Machine. 1. 255-260 (1995)
• [文献書誌] Hisayuki Aoyama: "Miniature Robot with Micro Capillary Probe" Proc. of IEEE 6th Int. Conf. on Micro Machine.1. 173-178 (1995)
• [文献書誌] Hisayuki Aoyama: "Desktop Flexible Manufacturing System by Miniature Robots" Proc.of IEEE Robotics and Automation. 2. 660-665 (1995)
• [文献書誌] Akira Sasaki: "Origin and elimination of dynamic in stability in self‐pumped conjugatiminer" Optical Letters. 20. 267-269 (1995)
• [文献書誌] Akira Sasaki: "Fracnhofer Diffraction Pattem by Slit Aperture between a knife edge and a Metal Cylinder" Optical Review. 2. 139-143 (1995)
• [文献書誌] Akira Sasaki: "High‐Efficiency Bridge Double Phase‐Conjugate Mirrors in Cu‐Popped" Jpn. J. Appl. Phys. 34. 5405-5407 (1995)
• [文献書誌] 佐々木彰: "水晶マイクロバランス法を用いた走査型ずれ応力顕微鏡の開発" 精密工学会誌. 62. (1996)
• [文献書誌] 下河辺明: "LD周波数変調光ファイバー変位センサ" 精密工学会誌. 60. 445-449 (1994)
• [文献書誌] Kenji Murakami: "Behavior of Morphotropic Phase Boundary in Low‐Temperature Sinteied Lead Zircona to Titanate Ceramics with BiFeO_3 and Ba(Cuo_5Wa_5)O^3" Jpn. J. Appl. Phys. 33. 5529-5532 (1994)
• [文献書誌] Kenji Murakami: "Preferred Orientation of SnO_2 Thin Films Grown from Tri‐n‐B‐Acetote" J. of Ceramics Soci. of Jpn. 103. 296-298 (1994)
• [文献書誌] Kenji Murakami: "Micro Stracturel and Compositional Analyses on Grain Bcundary of low‐temperature Sintered Pb(Zr,Ti)O_3 Ceramics" Ceramics Transactions. 41. 161-168 (1994)