ダイヤモンド加工探針の知能化によるナノ計測一体型超微細加工システムの開発

使用智能金刚石加工探针开发与纳米测量集成的超精细加工系统

基本信息

批准号：
09750279
负责人：
柴田隆行
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、マイクロマシン作製のためのキーテクノロジーとなる3次元超微細加工技術の実現を目標とし、提案する“ナノ計測一体型超微細加工システム"の開発を行った。得られた成果は以下のとおりである。1. ダイヤモンド薄膜のマイクロマシニング技術の開発ダイヤモンドAFMプローブを作製するための基礎研究として以下のマイクロマシニング技術を開発した。(1) ダイヤモンド薄膜の微細パターン形成技術基板の欠陥密度を制御する選択成長法によって5〜10μmのライン&スペースをもつダイヤモンド薄膜の微細パターンニング技術を確立した。(2) ダイヤモンド薄膜の基板分離による可動部品形成技術SiO_2薄膜およびTa薄膜などを犠牲層として利用することによって基板から分離したダイヤモンド薄膜の可動部品形成技術を確立した。(3) ダイヤモンドの3次元微細構造体形成技術異方性エッチングによって形成したSi基板のモールド上にダイヤモンド薄膜を成膜し、最終的にモールドをエッチング除去することによって、ダイヤモンド製の3次元微細構造体形成技術を確立した。(4) ダイヤモンド薄膜の接合技術ダイヤモンド構造体をベースとしたデバイス作製に不可欠な接合技術を確立した。インサート材料としてアルミニウム薄膜を用いることによってダイヤモンド薄膜とパイレックスガラスの陽極接合を可能とした。2. ダイヤモンド製AFMカンチレバーの開発(1) 上記のマイクロマシニング技術をベースとしてダイヤモンドAFMプローブの作製プロセスを開発した。(2) 作製したダイヤモンドプローブによってAFM計測が可能であることを確認した。(3) ばね定数500〜1000N/mのダイヤモンドAFMプローブによってPt薄膜の加工を行った。

在本研究中，我们开发了一种“纳米集成超精细加工系统”，其目标是实现三维超精细加工技术，这是微机械制造的关键技术。得到的结果如下。 1. 金刚石薄膜微加工技术的发展我们开发了以下微加工技术作为制造金刚石AFM探针的基础研究。 (1)金刚石薄膜精细图案化技术我们利用控制基板缺陷密度的选择性生长方法，建立了线和间距为5μm至10μm的金刚石薄膜精细图案化技术。 (2)将金刚石薄膜与基板分离来形成可动部件的技术我们建立了使用SiO_2薄膜、Ta薄膜等作为牺牲层将金刚石薄膜与基板分离来形成可动部件的技术。 (3)金刚石三维微结构形成技术在通过各向异性蚀刻形成的Si基板的模具上形成金刚石薄膜，最后将模具蚀刻掉，形成三维金刚石微结构体成型技术。 (4) 金刚石薄膜的接合技术我们已经建立了一种对于制造基于金刚石结构的器件至关重要的接合技术。通过使用铝薄膜作为嵌入材料，可以实现金刚石薄膜和 Pyrex 玻璃的阳极接合。 2.金刚石AFM悬臂梁的研制 (1)基于上述微加工技术，我们开发了金刚石AFM探针的制造工艺。 (2) 我们确认使用制造的金刚石探针可以进行 AFM 测量。 (3)使用弹簧常数为500-1000N/m的金刚石AFM探针加工Pt薄膜。