【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0029
利用課題名 / Title
有機膜圧電膜積層アクチュエータ
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
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）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
CVD,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,アクチュエーター/ Actuator,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,エレクトロデバイス/ Electronic 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)
鈴木 裕輝夫
所属名 / Affiliation
東北大学マイクロシステム融合研究開発センター
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Wang Xuchen,Li Chung-min,Tatsuya Matsumoto
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
Masaaki Moriyama
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
TU-058：マスクレスアライナ
TU-202：DeepRIE装置#2
TU-206：アルバックICP-RIE#2
TU-201：DeepRIE装置#1
TU-154：住友精密TEOS PECVD
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ポリジメチルシロキサン（PDMS）は、光学的透明性、生体適合性、柔軟性などにより、さまざまなマイクロデバイスやマイクロ流体デバイスに広く使用されている. しかし、テンプレートから作製されたPDMSシートをウェーハ上のマイクロ構造に取り付ける従来の方法 は、ウェハプロセスには適していない。我々は、エッチバックリフトオフパターニング法（EBLO）と呼ばれる独自のパターニング技術を提案する。
この方法は、従来のフォトリソグラフィプロセスを利用したフォトレジストパターンがその後にスピンコーティングされたPDMSのモールドとなり、その後、フォトレジストパターン上のPDMSを反応性イオンエッチング（RIE）によって全面エッチング（エッチバック）し、最終的にフォトレジストを溶解除去することで、PDMSの設計された構造が得られるものである。
実験 / Experimental
本研究では、2から20 µmのラインアンドスペーステストパターン、ならびに直径2から20 µmの円形パターンを用いて、シリコンウェーハ上でのPDMS エッチバックリフトオフ法の可能性を4インチウェハにて検証する。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1は、ラインおよびスペースパターンのSEM画像で構成されている：(a) 2 µmラインパターン、(b) 4 µmラインパターン。最も狭い2 µmライン構造では、アスペクト比が大きいため（4以上）、フォトレジストモールドを除去した後にパターンが自立できず、崩壊した。一方、4 µm以上のラインパターンでは良好な形状が得られることが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1: SEM images of 8.4 µm thickness of PDMS line and space patterns: (a) isometric view of 2-µm line patterns, (b) 4-µm line patterns.
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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Xuchen Wang, Mechanical Quality Factor Evaluation of Damping Film Materials for Polymer/PZT Composite MEMS Actuator, Journal of Microelectromechanical Systems, 33, 631-639(2024).
DOI: https://doi.org/10.1109/JMEMS.2024.3436865
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Xuchen Wang, PDMS Micro-Patterning on Wafer Based on EtchBack Lift-Off for Microsystems Fabrication, 2024 IEEE SENSORS, , 1-4(2024).
DOI: https://doi.org/10.1109/SENSORS60989.2024.10784837
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Xuchen Wang, Mechanical Quality Factor Evaluation of Polymer Materials using PZT/Polymer Integrated Piezoelectric Actuator, 2024 IEEE 19th International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (NEMS), , 1-4(2024).
DOI: https://doi.org/10.1109/NEMS60219.2024.10639927
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 王 旭晨, 鈴木 裕輝夫, 松本 達也, 菊田 利行, 李 仲民, 田中 秀治, マイクロシステムファブリケーションに向けたウェーハ上での エッチバックリフトオフ（EBLO）による PDMSマイクロメーターパターニング, 「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 2024年11月, 25P4-PS-3
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