マイクロメカトロニクス・システムの製作プロセス統合に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044122
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 増沢 隆久 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60013215)
• 研究分担者: 川勝 英樹 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30224728) ; 平本 俊郎 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (20192718) ; 藤田 博之 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90134642) ; 橋本 秀紀 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30183908) ; 原島 文雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60013116) ; CAMON Henri フランス科学研究庁, LAAS研究所, 研究員 ; MOLLIER Pasc フランス科学研究庁, LOPMD研究所, 研究員 ; MINOTTI Part フランス科学研究庁, LMARC研究所, 研究員 ; GORECKI Chri フランス科学研究庁, LOPMD研究所, 研究員 ; PIERALLI Chr フランス科学研究庁, LOPMD研究所, 研究員 ; HAESE Nahtal フランス科学研究庁, IEMN研究所・兼リール大, 研究員 助教授 ; ROLLAND Paul フランス科学研究庁, IEMN研究所・マイクロ技術, グループ長 ; HAUDEN Danie フランス科学研究庁, LPMO研究所, 所長 ; JEANーJAEQUES ガニュパン フランス科学研究庁, 工学部門, 部長
• キーワード: マイクロマシン / 微細加工 / 光学システム / 原子間力顕微鏡 / 半導体プロセス / 電解研磨 / マイクロマシニング / シリコンの塑性変形

研究概要

電子回路のマイクロ化に対応する、機械機構部分の小型化が、焦眉の課題となっており、それを実現する技術を開発する必要がある。ここで、単に機構を小型化しただけでは、動作制御のための情報収集と処理が行えないので、センサや電子回路、機能素子も含めた集積化が要求される。しかし、異種の素子を作る技術が各々大きく異なっており、個別にしか適用できなかったため、統合的な製作法の確立が必須である。このため、本研究では、マイクロアクチュエータ電子回路、光素子、など全く異なった機能の素子から成るシステム(マイクロメカトロニクスシステム)を容易に実現できる統合的な製作法を検討している。
本年度は、製作法を具体的に検討するための対象として、微小光システム、走査マイクロプローブ顕微鏡(SPM)をとりあげ、その概念設計を行った。微小光システムについては、半導体レーザからの光を出力用の光ファイバーへなるべく低損失で結合するために、光軸合わせを行うマイクロ移動ステージを設計した。その製作法を検討した結果、半導体プロセスを中心とすることが望ましいが、3次元的な構造も作る必要があることが判った。このため、多結晶シリコン薄膜を望みの立体的形状に変形できるプロセス(通電加熱塑性変形法)を新たに開発した。走査マイクロプローブ顕微鏡(SPM)については、nmオーダの微小な振動プローブ(ナノカンチレバ-)と試料表面の間に働く力を測定する、極めて高感度の原子間力顕微鏡を設計した。この場合ナノカンチレバ-の製作法が最大の技術課題であるため、電解液の膜を用いて深針先端を電解研磨加工する方法を開発した。現在は、これらのシステム全体の統合的製作法を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] C.Gorecki,A.Chebbour,G.Tribillon,: "“Multifunction wavelength-shift interferometry:absolute distance and velocity measurements"," Congres SPIE,Varosive(Pologne). Juin. (1994)
• [文献書誌] D.Hauden,M.Hoummady,N.Tirole,B.Hivert,: "“Capteurs resonnants a ondes elastiques de surface"" L′Onde Electrique. vol.74.n°2. 43-47 (1994)
• [文献書誌] J.P.Goedgebuer,H.Porte,P.Mollier,: "“Coherence modulation and correlation of stochastic light fields"" J. Phys. III. vol.3. 1413-1433 (1993)
• [文献書誌] ドミニック・コラール,ミッシェル・ド・ラバシェルリ-,ムサ・ウマディ,ハネス・ブロイレル,藤田博之,平本俊郎,橋本秀紀,川勝英樹,増沢隆久: "フランス科学研究庁(CNRS)と東京大学生産技術研究所(IIS)のマイクロメカトロニクスに関する共同研究" 生産研究. vol.45 No.5. 244-249 (1994)
• [文献書誌] H.Fujita,T.Iizuka: "A Threaded Wobble Motor-A micro motor generating large linear displacement-" The 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators(Transducers 95),Stockholm Sweden. vol.2. 408-411 (1995)
• [文献書誌] Yamato Fukuta,Terunobu Akiyama,Hiroyuki Fujita: "A Reshaping technology with Joule Heat for Three Dimensional Silicon Structures" The 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators(TRANSDUCERS'95). vol.1. 174-177 (1995)
• [文献書誌] D.Kobayashi,H.Fujita: "Control of a Micro Tunneling Unit Under Atomic Force Proceedings of the 1995 IEEE/RSJ International Conference on" Intelligent Robots and Systems. vol.2. 218-223 (1995)
• [文献書誌] B.Kim,C.Bergaud,S.Konishi,T.Masuzawa,H.Fujita: "Fabrication of micro twin probe for dimensional mesurement of microholes" 平成8年電気学会全国大会論文集. (発表予定). (1996)
• [文献書誌] 福田和人、秋山照伸、藤田博之: "アクチュエータによる駆動と塑性変形を利用した3次元マイクロ構造の自己構成法" 平成8年電気学会全国大会論文集. (発表予定). (1996)