【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23IT0004
利用課題名 / Title
microTWA法要素技術開発（ミクロセンサー作製）
利用した実施機関 / Support Institute
東京工業大学 / Tokyo Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
熱電材料・素子/ Thermoelectric materials
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)
北村 俊昭
所属名 / Affiliation
東京工業大学 物質理工学院 森川淳子研究室
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
森川 淳子,亀垣 柊二,森岡 亮太,中川 栞,野村 光希,相澤 大地,原口 浩志
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
北村 俊昭 （工学院西山研究室兼務）
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
IT-003：マスクレス露光装置
IT-024：触針式段差計
IT-026：デジタル顕微鏡
IT-027：ダイシングソー及びダイシング補助装置
IT-037：クリーンルーム付帯設備一式
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
エレクトロニクスデバイスの放熱特性向上に必須の、高分子系複合材料の正確な熱設計のためには、各構成要素のミクロスケール熱伝導性の正確な値が必要となる。このような背景でmicroTWA法要素技術としてミクロセンサーMEMSデバイスの作製における高精細化が必須となり、種々のセンサーデザインをマスクレス露光機にて実施し、最適なデバイス作製を目指す。2インチガラス基板利用へ適用プロセスを拡大し、作成効率化を進める
実験 / Experimental
ガラス基板上に回路パターンをマスクレス露光装置プロセスにて形成し、後に蒸着、スパッタプロセスで成膜、リフトオフプロセスにてMEMSデバイス回路形成を行う。MEMS機能は、熱起電力型センサー、ヒータなどである。完成したMEMSデバイスを用いて、本来の計測対象物の熱特性計測にこれを使用する。デバイス作成効率化のため、2インチガラスウエハ基板上にマルチダイを形成し、ダイシングプロセスで複数のマルチダイを切り出すことを行う。今期は、回路構成のライブラリを増やし、より柔軟な熱伝導計測に対応できるMEMSデバイス群を拡張することを目指す。
結果と考察 / Results and Discussion
2インチガラスウエハ用に4デバイス構造CAD図を作成し、マスクレス露光を実施した。リソ工程、成膜工程、リフトオフ工程は従来プロセスを流用し、完成された2インチガラス基板を、ダイシング装置にて4デバイスへ切断し熱計測に使用する。マスクレス露光プロセスの特徴を最大限生かして、既存のセンサー、ヒータ構成を、熱伝導計測対象物の計測特性に合わせて多種配置、形状設計を変更しつつ、短期間で新規MEMSデバイス実現を図った。主な露光工程2回、他プロセス工程を2～3日で処理可能で、最終ダイシングに+1日程度で、最短5日程度で新規設計MEMSデバイスが製造可能となった。センサー、ヒータの構造は、マスクレス露光装置の高解像力を生かして、2～5マイクロメートル程度のMEMSデバイス構造が実現できている
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
MEMSデバイス計測事例
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ(ARIM)」事業、東工大ナノ構造造形支援事業のご協力に感謝申し上げる
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.
- 液晶相転移における構造異方性と熱物性値の同時測定（口頭発表）相澤大地、森岡 亮太、亀垣柊二 、北村俊昭 、原口浩志 、劉芽久哉 、森川淳子 第44回日本熱物性 シンポジウム2023 11月
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