【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1015
利用課題名 / Title
マイクロロボットに関する静電モータ・センサ等の作製に関する試行利用
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,アクチュエーター/ Actuator,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,センサ/ Sensor
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
齊藤 健
所属名 / Affiliation
日本大学理工学部精密機械工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-500：高速大面積電子線描画装置
UT-703：8インチ汎用スパッタ装置
UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置
UT-800：クリーンドラフト潤沢超純水付
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ミリメートルサイズのマイクロロボットを実現するため、回転型静電アクチュエータと静電モータと脚を一括形成する部品の試作を行った。櫛歯型の静電アクチュエータは設計上最小加工精度が1.6 μmであり、微細パターンの描画が必要であった。日本大学のクリンルームには高速大面積電子線描画装置が導入されていないため、Siエッチング工程まで東京大学武田先端知スーパークリーンルームにて実施した。
実験 / Experimental
[利用した主な装置]
高速大面積電子線描画装置, 8インチ汎用スパッタ装置,高速シリコン深堀エッチング装置, ステルスダイサー
[実験方法]
以下の加工プロセスでデバイスの試作を行った。
(1)ステルスダイサーを用いて、2 cm角のSOIチップを分割。
(2)チップ上にレジストOEBR-CAN040AE
6.0cPを塗布。
(3)高速大面積電子線描画装置を用いて、マスクパターンを露光。
(4)現像液NMD-Wを用いて現像。
(5)8インチ汎用スパッタ装置を用いて、Al薄膜を成膜。
(6)
剝離液を用いて、レジスト層を除去。
(7)高速シリコン深堀エッチングを用いて、Siをエッチング。
自機関へ持ち帰る
(8)気相フッ酸エッチング装置を用いて、SiO2をエッチング。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1とFig.2に試作した回転型静電アクチュエータと静電モータと脚を一括形成する部品を示す。ステルスダイサーを用いてSOIウェハを2cm角のチップに分割し、静電モータの最小加工精度の1.6 μmのパターンを高速大面積電子線描画装置で露光することができた。また、高速シリコン深掘りエッチング装置を用いて、最小幅1.6 μm、深さ40 μmのエッチングを行うことができた。その後、作製したサンプルの動作を確認した。しかし、現段階では、表面のみ加工が完了している状態である。したがって、今後は裏面加工を行う予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig 1. Photograph of electrostatic rotary-type actuator.
Fig 2. Photograph of batch-fabrication process to electrostatic motor and legs.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・謝辞
本研究は令和2年度日本大学学術研究助成金総合研究の助成、および本研究の一部は令和4年度日本大学特別研究の助成を受けたものです。デバイスの試作は、日本大学マイクロ機能デバイス研究センターの支援も受けて行われたものです。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Shuxin Lyu,Yuya Tamaki, Daichi Kiya, Katsuyuki Morishita, Ken Saito,“Development of Electrostatic Rotary-Type Actuator for MEMS Microrobot” The Twenty-Ninth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2024（Beppu）, 2024.1.25
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件