【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
24TT0005
利用課題名 / Title
シリコンハードマスクを利用した切削バイトへのマイクロテクスチャ創成
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
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by 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）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
マイクロテクスチャリング / Microtexturing,光学顕微鏡/ Optical microscope,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,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)
劉 慶陽
所属名 / Affiliation
豊田工業大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
永野雅人
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
大槻浩 支援員,花木美香 研究補助員,中山幸子 研究補助員
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TT-005：マスクレス露光装置
TT-006：マスクアライナ装置
TT-008：洗浄ドラフト一式
TT-011：Deep Reactive Ion Etching装置（Boschプロセス）
TT-015：デジタルマイクロスコープ群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
切削バイトのすくい面にマイクロテクスチャリング加工を施し、切り屑が強く押し当てられて移動する際の摩擦低減を図ることで、加工エネルギー低減と工具寿命を延ばす効果を得ることを試みる。切削バイトの加工は、アルゴンイオン照射による物理エッチングで行うことになるが、通常のマスク材では選択比が得られない。このため、結晶シリコンに所望の形状を持つ貫通穴を加工して、マスク材とする。このシリコンハードマスクを製作した。シリコンは鋼と同程度のプラズマ耐性があるため、切削バイト表面への深い構造の転写に有利である．
実験 / Experimental
厚さ150µmの単結晶シリコンウェハに、幅5µmのライン-アンド-スペース状のパターンを転写し、シリコン垂直エッチングにて深さ約40µmのスルーホール構造を製作した。他にも、ライン-アンド-スペースがジグザグになった配列、丸穴の配列（ゴルフボールのディンプルと類似）のパターンを用意した。パターン幅が狭くて深い、アスペクト比の高い貫通孔を得ることができる。
結果と考察 / Results and Discussion
図1は製作したライン-アンド-スペース状のシリコンハードマスクである。図2は丸穴の配列状のシリコンハードマスクである。これらを使って、貫通穴状のマイクロテクスチャを切削バイト表面に転写できることを確認した（自作のプラズマエッチング装置を利用）。パターンの設計変更によりテクスチャのサイズや種類の変更が可能で、微細かつ形状の自由度が高い。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1：シリコンハードマスクに製作した幅5µmのライン-アンド-スペース貫通穴。
図2：シリコンハードマスクに製作した直径10µmの貫通丸穴アレイ（ディンプル）。
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 永野雅人、韓剛、佐々木実、電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会 MSS-24-044「切削バイトへのマイクロテクスチャ創成と摩擦低減効果」2024.7.5
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