厚膜フォトレジストの3次元微細加工技術

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従来のフォトリソグラフィ技術では実現困難な３次元微細構造を厚膜レジストで実現するための微細加工技術として，「移動マスクＵＶ露光法」を提案し，露光機メーカーと共同開発した専用の露光機を駆使して，基礎から応用までの研究を展開しています．移動マスクＵＶ露光法とは，紫外線露光中にフォトマスクを周期移動させることでレジスト表面への露光エネルギー分布を制御し，数十ミクロン厚のフォトレジスト（ポジ型・ネガ型）に自由曲面を有する３次元微細構造体を製作する加工技術です．厚膜レジストのリソグラフィシミュレーション，マイクロ流体デバイスやパッケージング技術などへの応用まで幅広く取り組んでいます．

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【主な研究発表】
[Papers]

    • Yoshikazu Hirai, Yoshiteru Inamoto, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “Moving Mask UV Lithography for Three-Dimensional Structuring”, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol.17, No. 2 (2007), pp. 199-206.
    • Yoshikazu Hirai, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, and Osamu Tabata, “A Three-Dimensional Microstructuring Technique Exploiting the Positive Photoresist Property”, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 20, No. 6 (2010), 065005.
    • Yoshikazu Hirai, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, and Osamu Tabata, “Embedded Microstructure Fabrication using Developer-Permeability of Semi-Cross-Linked Negative Resist”, Journal of Microelectromechanical Systems, accepted.

[International Conferences]

    • Yoshireru Inamoto, Yoshikazu Hirai, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “Moving-mask UV lithography and embedded microchannels”, 7th International Workshop on High Aspect Ratio Micro-Structure Technology (HARMST2007), Besan醇Mon, France (June, 2007), pp. 31-32.
    • Yoshikazu Hirai, Yoshireru Inamoto, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “Moving-Mask UV Lithography for 3-Dimensional Positive- and Negative-Tone Thick Photoresist Microstructuring”, The 14th International Conference on Solid-State Sensors Actuators and Microsystems (Transducers’07), Lyon, France (June, 2007), pp. 545-548.
    • Yoshikazu Hirai, Yoshiteru Inamoto, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “Modeling of positive-tone type thick-photoresist dissolution and sequential development profile simulation”, APCOT2008, Tainan, Taiwan, 3E1-3.
    • Yoshikazu Hirai, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “3-dimensional positive thick-resist microstructuring adopting wavelength dependency of photoresist property”, EUROSENSORS XXII, Dresden, Germany, pp. 1559-1602.
    • Fred van Keulen, Yoshikazu Hirai, Osamu Tabata, “Objective function and adjoint sensitivities for moving-mask lithography”, The 12th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, Victoria, Canada, AIAA-2008-5934.
    • Fred van Keulen, Yoshikazu Hirai, Osamu Tabata, “Automated optimization of light dose distribution for moving-mask lithography”, EuroSimE 2009, Delft, The Netherlands.
    • Yoshikazu Hirai, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “3-Dimensional Thick-Resist Microstructuring Adopting Wavelength Dependency of Photoresist Property”, HARMST2009, Saskatoon, Canada, pp. 27-28.
    • Yoshikazu Hirai, Hideaki Yoshimune, Kazuya Tsujimoto, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “Microchannel Embedded in Glass-Frit Layer Bonding for Gas-Filled Sealed Cavity”, HARMST2009, Saskatoon, Canada, pp. 153-154.
    • Yoshikazu Hirai, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata, “Parameter optimization method for fabricating 3D microstructures embedded in single-layer negative-tone photoresist”, Transducers’09, Denver, CO USA.
    • Yoshikazu Hirai, Yusuke Nakai, Koji Sugano, Toshiyuki Tsuchiya, and Osamu Tabata, “Embedded Double-Layered Microchannel Fabrication for Microfluidic Devices using Developer Permeability of Negative Thick-Film Resists”, The 24th International conference EUROSENSORS (EUROSENSORS XXIV), Linz, Austria, accepted.

    [Domestic Conference]

    • 平井義和, 稲本好輝, 松井利一, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “移動マスクUV 露光法による厚膜レジストの三次元微細加工技術”, 第23回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, LN-01.
    • 稲本好輝，平井義和, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “移動マスクUV 露光法による埋め込み型流路の作製”, 平成19年度電気学会全国大会, pp. 181-182(第3分冊).
    • 平井義和, 稲本好輝, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “Fast Marching Methodを適用した移動マスクUV露光用加工形状シミュレーション技術”, 平成19年度電気学会マイクロマシン・センサシステム部門総合研究会(マイクロマシン・センサシステム研究会), pp. 19-24.
    • 平井義和, 稲本好輝, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “移動マスクＵＶ露光法によるポジ型厚膜レジストの3次元加工と形状シミュレーション技術” , 日本機械学会2007年度年次大会, 講演論文集 Vol.7 pp. 303-304.
    • 平井義和, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “レジスト現像特性の露光波長依存性を応用した厚膜レジストの３次元微細加工技術”, 平成20年度電気学会全国大会, pp. 138-139(第3分冊).
    • 平井義和, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “ポジ型厚膜レジストの溶解速度の露光波長依存性と３次元加工への応用”, 平成20年度電気学会マイクロマシン・センサシステム部門総合研究会(マイクロマシン・センサシステム研究会), pp. 1-6.
    • 平井義和, 稲本好輝, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “厚膜ネガレジスト特性を応用した移動マスクUV露光による三次元加工”, 第25回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, pp. 15-20.
    • 平井義和, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修, “厚膜ネガレジストの埋め込み型流路作製のためのフォトリソグラフィ条件の決定手法”, 第26回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, pp. 533-538.