【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1150
利用課題名 / Title
DRIE加工によるトライボロジー技術の高度化
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）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
トライボロジー,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
安藤 泰久
所属名 / Affiliation
東京農工大学工学府機械システム工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
苅込蕉太朗,小山莉生,小野紘平
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
DRIE(Deep Reactive Ion Etching)装置を利用し、マイクロ構造体の作製を行った。用いた装置は、SPTS MUC-21 ASE-Pegasus 4である。作製した構造は、大別して2種類ある。何れも主にトライボロジーを目的としている。用いたウェハは、20 mｍのデバイス層を有するSOIウェハである。作製した構造体を用いて、トライボロジーに関する計測実験を行った。
実験 / Experimental
加工に当たって、東大武田先端知ビル以外では2箇所（東京農工大学、都立産業技術研究センター）の設備を利用した。加工した構造体は、Ａ、Ｂの２種類である。(1) レジスト成膜 スピンコータにより、フォトレジストを塗布し、オーブンに入れてプリベークを行う。(2) 露光・現像 マスクレス露光装置を用いてマスクパターンの転写を行い、現像を行う。(3) DRIE加工【東大ARIM微細加工部門武田先端知ビル】 武田先端知ビルのSPTS MUC-21 ASE-Pegasus 4を利用しDRIE加工を行う。一つの構造体における加工時間は、10分以下である。(4) ダイシング ウェハを切り分け、ＢＯＸ(Buried Oxide)層のエッチングなどを行うことで、構造体Ａは完成する。(5) 酸化膜形成とFIB加工 構造体Ｂについては、(3)の工程の後に、電気炉に入れて熱酸化膜を形成する。形成した熱酸化膜の一部をFIB加工により除去する。(6) DRIE加工【東大ARIM微細加工部門武田先端知ビル】 酸化膜をマスクとして再びDRIE加工を行う。このとき、ダイシングしたウェハをチャック上に傾けて設置することで、基板に対して傾いた構造が得られる。
結果と考察 / Results and Discussion
（６）の加工の結果、構造体Bでは傾斜構造が形成された。傾斜面には、DRIE加工の特徴であるスキャロップ構造を確認した。傾斜面の角度は、基板表面を基準として約60度であった。構造体B（図1）については、AFMに取り付け、静電アクチュエータに電圧を加えることでデバイス表面に歪みを発生させた。その歪みが発生した部分の摩擦力分布を測定したところ、歪みにより摩擦力の低下が確認できた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 歪みを発生させる静電アクチュエータの全体像（テーブルの部分を黄色く示してある）
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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)
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Yasuhisa ANDO, Combining MEMS and AFM to examine surface strain effect on friction, Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, 18, JAMDSM0002-JAMDSM0002(2024).
DOI: https://doi.org/10.1299/jamdsm.2024jamdsm0002
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Yasuhisa Ando, Investigating the effect of interatomic distance on friction force through MEMS-AFM based experiment, Applied Surface Science, 637, 157991(2023).
DOI: https://doi10.1016/j.apsusc.2023.157991
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
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