マイクロ・ナノ加工|MEMSファインプロセッシング(II)

微細加工技術は、微小電気機械システム(MEMS)を実現するための基礎であり、MEMSの中核技術であり研究上のホットスポットでもある。微細加工技術は、マイクロエレクトロニクス、マイクロ光学、マイクロ流体チップ、タンパク質、細胞アレイの分野でも広く使われている。

微細加工技術とは、加工スケールがサブミリメートルからナノメートル、加工単位が一般にマイクロメートルから原子・分子線度までの、マイクロサイズのデバイスや薄膜を作る方法を指す。微細加工技術には多くの種類があり、さまざまな物理的・化学的手法が関与している。これらは加工方法と加工環境によって分類される。

微細加工技術は、加工方法によって2つのカテゴリーに分類することができる:

(1)ポイント・バイ・ポイント処理技術レーザービーム、電子ビーム、イオンビームなどの高エネルギービーム加工、原子間力顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡などの走査型プローブ顕微鏡、走査型電気化学顕微鏡など。処理モードはポイント・バイ・ポイント・モードである。このタイプの技術は一般に処理分解能が高いが、処理効率は低い。

(2)バッチ再生加工技術例えば、フォトリソグラフィー技術、マイクロコンタクトプリンティング技術、電気化学処理技術、電気化学微細加工技術、拘束エッチング層技術、プラズマエッチング、イオンスパッタリングエッチング、反応性イオンエッチング、微細加工技術など、集積回路技術プロセスにおける技術である。この種の技術では、一般に、微細構造のバッチまたはアレイと呼ばれるものを加工することが可能である。

また、加工される媒体によって2つに分類される:

(1) 従来のウェットフォトリソグラフィー技術、拘束エッチング液層技術、電気化学的マイクロマシニング陽極溶解技術など、プロセスが水溶液または電解液中で行われるウェットエッチングまたは成膜技術。

反応媒体の違いにより、ウェットエッチングはさらに2種類の化学エッチングと電気化学エッチングに分けられる。

(1)ドライエッチングまたは蒸着技術、プロセスは、前述の3ビーム処理、プラズマエッチング、イオンスパッタリングエッチング、反応性イオンエッチングなどの真空または気相で行われ、ドライ蒸着技術、真空スパッタリング、真空蒸着メッキ、マグネトロンスパッタリング、化学蒸着、物理蒸着などを含む。

 

ドライエッチング技術の使用は増加しているが、それはまた大きな経済的利益をもたらす。しかし、化学エッチングや電気化学エッチングは、微細加工(特にMEMS)の分野では依然として重要かつかけがえのない役割を果たしており、さらに電気化学的微細加工法は、3D微細加工を実現するための最も有望な技術のひとつである。

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