トランスファープリンティングによる両もちはり型マイクロアクチュエータの作製

摘要

幅広い分野への応用が期待されているMEMS（微小電気機械システム）は自立した機械要素を必要とする．一般に, このような自立構造は犠牲層エッチングなどの半導体プロセスにより作製されているため, プロセスの煩雑さや材料の選択性が低いことが課題である．一方で, トランスファープリンティング（TP）はスタンプに堆積させた材料を基板へ転写することで微細構造を作製する手法である．このことからプロセスが簡易かつ材料の選択性が高いといった特徴がある．しかし, 平面基板への2 次元的な構造作製しか試みられておらず, 自立構造を作製した例はない．さらに薄膜を転写するためにはスタンプや基板の表面を改質するプロセスが必要である．また, MEMSに用いる機械要素は強度の高い材料が要求される．TPによって作製できる構造は表面エネルギーの小さい材料上に成膜した金属薄膜を用いている．そのため, 従来, 機械要素として用いられてきたSi等に比べると強度が低いことが課題である．そこで本研究では, まず図1 に示すようにTP を用いて両もちはり型の自立構造の作製方法を提案する．すなわち, スタンプに成膜した薄膜を微細溝を設けた基板へ転写することで, 両もちはりを作製する．また, 離形かつ接着が行いやすく, 強度の高い薄膜を転写することができれば表面処理を施す必要がない．そのため3 層の薄膜（以下, 3 層膜）の転写を提案する．離形層にスタンプとの付着力が小さい材料, 構造層として強度の高い材料, 接着層として基板との付着力が大きい材料を転写を転写する．本研究では提案手法を用いて単層の両もちはりを作製を実証し, 次いで3 層膜を用いた両もちはりの作製を行うことを目的とする．