ウォータジェットと集束イオンビームとを併用した広スケールレンジ微細立体構造創成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305012
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 割澤 伸一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (20262321)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 光石 衛 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90183110)
• Keywords: ウォータジェット加工 / 集束イオンビーム加工 / 複合加工 / 微細立体構造 / 広スケールレンジ加工 / 粗微動機構 / 傾斜制御機構

Research Abstract

本研究は,微小世界での加工性や組立性と加工対象部品の機能とを考慮して,微小部品の合理的な設計法と加工工程設計法を展開し,これに基づいて複数種の加工法を首尾よく微細立体構造創成に適用する手法を提案するものである。このような発想のもと,広範な材料に適用可能で,かつ,互いに加工可能寸法領域が異なる2種類のエネルギービーム加工を選び併用することによって,広いスケールレンジを有する微細立体構造を迅速に創成することを目的としている。本年度は,ウォータジェットによる微細加工性能と集束イオンビームによる超微細加工性能について基礎的なデータを収集することと,本研究で重要な要素となる工作物の搬送・位置決め機構のための試作を行った。ウォータジェットについては,マスク近傍における加工作用,マスク寸法と加工形状との関係,マスクレスでの加工機構を検討した。集束イオンビームについては,材料によって加工速度が著しく異なることを確認し,ウォータジェット加工との併用において,加工の住み分けを部品の形状,機能,材質を考慮すべきであることが明らかになった。例えば,シリコンが0.6μm^3/sであるのに対して,ルビーでは0.01μm^3/sであり,加工速度が60倍も異なる。工作物の位置決め機構については,最小位置分解能が0.24nmの3軸トライポッド型変位機構,最大傾斜角度0.02°の工作物姿勢制御テーブルを試作し,基本性能を確認し,次年度における粗微動多軸制御テーブル設計のための基礎データを収集した。