【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24TT0004

利用課題名 / Title

マイクロフィジカルセンサの構造形成

利用した実施機関 / Support Institute

豊田工業大学 / Toyota Tech.

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）計測・分析/Advanced Characterization

【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

段差計/ Step meter,光学顕微鏡/ Optical microscope,リソグラフィ/ Lithography,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,スパッタリング/ Sputtering

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)

畑　 良幸

所属名 / Affiliation

名城大学 理工学部 メカトロニクス工学科

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

大槻浩

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

TT-001：スパッタ（金属、絶縁体）蒸着装置
TT-006：マスクアライナ装置
TT-008：洗浄ドラフト一式
TT-015：デジタルマイクロスコープ群
TT-017：表面形状測定器（段差計）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Si基板やSOI(Silicon on Insulator)基板からなるマイクロフィジカルセンサの構造形成に関する試作と観察を行った。スパッタ蒸着装置（TT-001）、マスクアライナ装置（TT-006）、洗浄ドラフト一式（TT-008）を用いて、Alの成膜(SOI基板は別機関にてスパッタ成膜を実施)およびウェットエッチングを行った。デジタルマイクロスコープ群（TT-015）や表面形状測定器（TT-017）を用いて形状観察を行った。おおよそ目標通りにAlパターンを形成することができた。また、別機関にてDRIE (Deep Reactive Ion Etching)によってセンサ構造を作製したサンプルを有機洗浄し、デジタルマイクロスコープ群を用いて観察した。良好にセンサ構造を形成できていることを確認できた。

実験 / Experimental

以下のプロセスフローにてSi基板とSOI基板上にAlパターンを形成した。
① Si基板とSOI基板に対して、洗浄ドラフトを用いて硫酸過水洗浄（10分）とライトエッチング（希フッ酸、1分）を実施。
② スパッタ蒸着装置を用いてSi基板上にAlスパッタを行い、表面形状測定器（TT-017）を用いて成膜量を確認(目標成膜量：500 nm、時間：35分)。SOI基板は別機関にてスパッタ成膜を実施。
③ レジストOFPR-800LB 23cPを使用して（レジスト厚：1.4 μm）、マスクアライナ装置によってフォトリソグラフィを行い、レジストパターンを形成。
④ 洗浄ドラフトを使用し、リン酸・硝酸・酢酸・純水 （15:1:2:1）の混合液によってAlウェットエッチングを実施（エッチング時間：3分）。
⑤ 剥離液によってレジストを剥離した後、デジタルマイクロスコープ群を用いてAlパターンを観察。　
また、別機関にてDRIEによってセンサ構造を作製したサンプルを、アセトンとイソプロピルアルコールにて有機洗浄し（時間：各2分）、デジタルマイクロスコープ群を用いて観察した。

結果と考察 / Results and Discussion

図1にSi基板上へのAlスパッタ後の表面形状測定器による段差測定結果を示す。35分での成膜量は約520nmであった。図2と図3にそれぞれ、フォトリソグラフィ後のレジストパターンとウェットエッチング後のAlパターンを示す。おおよそ目標通りの寸法でAlパターンを形成することができた。図4にDRIEと有機洗浄後のSOI基板上へ形成したセンサ構造の観察結果を示す。良好にセンサ構造が形成できていることを確認できた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 Si基板上へのAlスパッタ後の段差測定結果

図2 フォトリソグラフィ後のレジストパターン

図3 ウェットエッチング後のAlパターン

図4 DRIEと有機洗浄後のSOI基板上のセンサ構造

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

豊田工業大学の技術支援者から支援を受けた。感謝いたします。
東北大学（JPMXP1224TU0091）と京都大学（JPMX1224KT2351）も利用した。

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.

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