インプロセス制御した大気圧プラズマジェット5軸加工法の開発とMEMSへの応用

过程控制大气压等离子射流五轴加工方法开发及其在MEMS中的应用

• 批准号: 22K14158
• 负责人: 中澤 謙太
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14158/
• 关键词: 微細加工; 大気圧プラズマ; MEMS; インプロセス計測

2022年度はインプロセス制御した大気圧プラズマジェット加工装置を開発した．インプロセス制御に用いる2点の計測器である(1)共焦点レーザー変位センサと(2)発光分光分析器を開発した．前者の共焦点レーザー変位センサは大気圧プラズマジェット照射下でも動作することができるように特別に開発し，大気圧プラズマジェットでエッチングをしている個所の深さをインプロセス計測することができる．狭帯域のバンドパスフィルタによって光学的なノイズを，ローパスフィルタや演算回路によって電気電子回路に対する電磁的なノイズを低減させることに成功した．インプロセス制御が無い場合と比較して制御が有りの場合は加工精度が50%改善することができ，本成果を学術論文誌に投稿した．後者の発光分光分析器においては，フィードバック制御に用いるエッチングに強く寄与する活性種の発光を計測するラインと広範囲の波長域を計測するラインを備えた分光装置を開発した．さらに，開発した大気圧プラズマジェット加工装置を用いてMEMS製作における標準的な半導体プロセスを用いてマイクロパターンを施したシリコンウエハに対してエッチングを実施した．エッチングしたシリコンウエハにはアライメントマークがパターニングされており，そこを原点として任意のエッチング位置に大気圧プラズマジェットを照射することができ，所望のエッチング位置を加工した．本装置を用いてMEMS等のマイクロデバイスのマスクレス加工によるポストプロセスの実現可能性を確認することができた．

In 2022, the <s:1> <s:1> <s:1> プロセス プロセス produced the た air pressure プラズ ジェット ジェット processing unit を and launched the た た. イ ン プ ロ セ ス suppression に with い る 2 の meter sensor で あ る (1) a total focus レ ー ザ ー - a セ ン サ と (2) 発 light spectral analyzer を open 発 し た. The former の total focus レ ー ザ ー - a セ ン サ は big 気 圧 プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト beams で も action す る こ と が で き る よ う に special に open 発 し, big 気 圧 プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト で エ ッ チ ン グ を し て い る a の by deep さ を イ ン プ ロ セ ス measuring す る こ と が で き る. Narrow 帯 domain の バ ン ド パ ス フ ィ ル タ に よ っ て optical な ノ イ ズ を, ロ ー パ ス フ ィ ル タ や calculus circuit に よ っ て electric 気 electronic circuit に す seaborne る electromagnetic な ノ イ ズ を low cut さ せ る こ と に successful し た. イ ン プ ロ セ ス suppression が no い occasions と compare し て suppression が have り の occasions は processing precision が 50% improve す る こ と が で き, this achievement を academic papers will contribute に し た. The latter の 発 light spectral analyzer に お い て は, フ ィ ー ド バ ッ ク suppression に with い る エ ッ チ ン グ に strong く send す る activity of の 発 を light measuring す る ラ イ ン と hiroo van 囲 の wavelength domain を measuring す る ラ イ ン を prepared え た spectroscopic device を open 発 し た. さ ら に, open 発 し た big 気 圧 プ ラ ズ マ ジ ェ ッ を ト processing device with い て MEMS production に お け る standard な semiconductor プ ロ セ ス を with い て マ イ ク ロ パ タ ー ン を shi し た シ リ コ ン ウ エ ハ に し seaborne て エ ッ チ ン グ を be applied し た. エ ッ チ ン グ し た シ リ コ ン ウ エ ハ に は ア ラ イ メ ン ト マ ー ク が パ タ ー ニ ン グ さ れ て お り, そ こ を origin と し て arbitrary の エ ッ チ ン グ position に big 気 圧 プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト を irradiation す る こ と が で き, hoped の エ ッ チ ン グ position を processing し た. This device を い て MEMS etc. の マ イ ク ロ デ バ イ ス の マ ス ク レ ス processing に よ る ポ ス ト プ ロ セ ス の possibility be presently を confirm す る こ と が で き た.

项目成果

大気圧プラズマジェ ットを用いた垂直深堀エッチング法の開発

利用大气压等离子射流的垂直深蚀刻方法的开发

• 发表时间: 2023
• 作者: 中村勝太;永井萌土;柴田隆行;岡本俊哉;中澤謙太，岩田太
• 通讯作者: 中澤謙太，岩田太

静岡大学教員データベース

静冈大学教员数据库

大気圧プラズマジェット加工の高精度化に向けたインプロセス深さ計測法の開発

开发用于更高精度大气压等离子射流加工的过程中深度测量方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村勝太;永井萌土;柴田隆行;岡本俊哉;中澤謙太，岩田太;富田丈瑠，中澤謙太，平岡尊宏，大塚優一，中村謙介，岩田 太
• 通讯作者: 富田丈瑠，中澤謙太，平岡尊宏，大塚優一，中村謙介，岩田 太

Development of atmospheric pressure plasma jet etching for trimming of micro-machined devices

用于微加工器件修整的常压等离子射流蚀刻的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Takeru Tomita ;Kenta Nakazawa;Takahiro Hiraoka;Yuichi Otsuka;Kensuke Nakamura;Futoshi Iwata
• 通讯作者: Futoshi Iwata

エッチング装置及びエッチング方法

蚀刻设备及蚀刻方法

• 发表时间: 2023