【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NU0221
利用課題名 / Title
ムーンショット型研究開発事業（目標３）「サイエンス探求マイクロロボットツール」
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学
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
高周波デバイス/ High frequency device,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,スパッタリング/Sputtering,MEMSデバイス/ MEMS device
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)
杉浦 広峻
所属名 / Affiliation
東京大学工学系研究科
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
NU-208：両面露光用マスクアライナ
NU-245：スパッタリング装置
NU-209：ICPエッチング装置
NU-256：Deep Si Etcher
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究課題では，自然科学領域における理化学実験を対象として，熟練者からの事前知識とスキルの教示に基づき，仮説や代替案を立案，実行，評価するAIロボットシステムに必要となるサイエンス探求マイクロロボットツールおよび，これらをタスクに応じて適切かつ円滑に利用するためのシステム技術に関する研究開発を行う．マイクロロボットツールの機能を積極的に活用することで，人が事前に手順や操作を十分設計できない課題に対しても，人とAIロボットの協働により，創造的価値であるサイエンス探究を支援するシステムの実現を目指す．特に，人や従来のロボットでは操作が困難であった微小な対象物を扱う微細な作業を対象とする．この研究テーマの位置要素技術として，AIロボットに高性能な水晶力センサを搭載することを想定している．そこで，ARIM装置群を用いて，水晶力センサの作製を進めた．
実験 / Experimental
光リソグラフィ、スパッタリング、およびドライエッチング技術を用いて、クオーツ基板を対象とした加工を行った．このプロセスを適切に制御することで、水晶振動子の精密な製造を成功させることができる．まず、光リソグラフィ技術を用いて、クオーツ基板の表面に所定のパターンを作製する．このプロセスでは、フォトマスクを用いて紫外線を照射し、感光性のレジスト膜をパターン化する．続いて、現像液に浸すことで、所定のパターンがクオーツ基板に形成する．次に、スパッタリング法を用いて、クオーツ基板に薄膜を形成する．このプロセスでは、ターゲット材料となる金属をプラズマ化し、クオーツ基板に薄膜を堆積させた．ここではアルゴンガスを用いてプラズマを生成し、所定の薄膜厚さが得られるまでスパッタリングを行った．また，ドライエッチング技術を用いて、所定のパターンに沿って薄膜を除去した．このプロセスでは、プラズマ中のイオンやラジカルを用いて、選択的に薄膜をエッチングしました。エッチング速度や選択性を適切に制御することで、クオーツ基板上に所定のパターンを形成した．
結果と考察 / Results and Discussion
センサの過程で，水晶振動子のエッチングレートは，2.3 nm/s であることがわかった．これは，SF6，C4F8，Arの混合ガスを用いて，ICPエッチング装置（出力２０００W，７５度，-0.5 Pa)で加工した場合の条件である．これによって，水晶表面に微小なクリアランス構造を含む，トレンチを形成する事ができ，３層構造の水晶振動子を実現するに至った．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし。
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.
- 伊藤匠海, プラズマ直接接合を用いたクリープレスQCR荷重センサ, 日本機械学会ロボメカ部門講演会, ２P2-K05，2022
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