| 編集 |
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| 前田龍太郎 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 ネットワーク MEMS研究グループ グループ長 |
| 澤田廉士 | 九州大学 大学院 工学研究院 システム生命科学府専攻 教授 |
| 青柳桂一 | (財)マイクロマシンセンター 専務理事 |
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| 執筆者一覧（執筆順） |
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| 前田龍太郎 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 ネットワーク MEMS研究グループ グループ長 |
| 池原毅 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 ネットワーク MEMS研究グループ 研究員 |
| 高野貴之 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 インプリント製造技術研究グループ 特別研究員 |
| 後藤博史 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 ネットワーク MEMS研究グループ 招聘研究員 |
| 小林健 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 ネットワーク MEMS研究グループ 研究員 |
| 石田章 | (独)物質・材料研究機構 材料研究所 機能融合材料グループ 主席研究員 |
| 高木秀樹 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 インプリント製造技術研究グループ 主任研究員 |
| 越田信義 | 東京農工大学 大学院 ナノ未来科学研究拠点 教授 |
| 徐超男 | (独)産業技術総合研究所 九州センター 実環境計測・診断研究ラボ 主任研究員 |
| 年吉洋 | 東京大学 生産技術研究所 助教授 |
| 澤田廉士 | 九州大学 大学院 工学研究院 システム生命科学府専攻 教授 |
| 宮島博志 | オリンパス(株) 研究開発センター MEMS開発本部 MEMS事業推進部 応用開発グループ グループリーダー |
| 日暮栄治 | 東京大学 先端科学技術研究センター 助教授 |
| 羽根一博 | 東北大学 大学院 工学研究科 ナノメカニクス専攻 教授 |
| 内田大道 | オムロン(株) 技術本部 先端デバイス研究所 マイクロフォトニクスグループ 主査 |
| 小野寺和正 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 マイクロ実装研究グループ 特別研究員 |
| 土屋智由 | 京都大学 大学院 工学研究科 機械工学専攻 助教授 |
| 木股雅章 | 立命館大学 理工学部 マイクロ機械システム工学科 教授 |
| 南戸秀仁 | 金沢工業大学 高度材料科学研究開発センター 教授 |
| 岩岡秀人 | 横河電機(株) 技術開発本部 技術連携担当部長 |
| 伊藤寿浩 | 東京大学 大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 助教授 |
| 田中秀治 | 東北大学 大学院 工学研究科 ナノメカニクス専攻 助教授 |
| 単学伝 | (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 マイクロ実装研究グループ特別研究員；Research Scientist STMTech of Singapore |
| 江副祐一郎 | (独)宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部 高エネルギー天文学研究系 特別研究員；日本学術振興会 特別研究員 |
| 満田和久 | (独)宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部 高エネルギー天文学研究系 教授 |
| 亀井利浩 | (独)産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 機能集積システムグループ 主任研究員 |
| 楊振 | 東京都立産業技術研究所 バイオ・技術開発プロジェクト担当 副参事 |
| 三原孝士 | オリンパス(株) 未来創造研究所 上席研究員 |
| 磯川俊彦 | (財)マイクロマシンセンター 調査研究部 課長 |
| 小池智之 | (財)マイクロマシンセンター 調査研究部 部長 |
| 構成と内容 |
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| 第1章 | MEMS/NEMS技術の最先端の動向（前田龍太郎） |
| 1 | はじめに |
| 2 | MEMS用製造装置 |
| 3 | 光MEMS |
| 4 | RF-MEMS |
| 5 | センサMEMS |
| 6 | バイオMEMS |
| 7 | その他のMEMS |
| 8 | おわりに |
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| 第2章 | MEMS/NEMS技術の特徴（池原毅） |
| 1 | MEMS/NEMSという語 |
| 2 | 半導体製造技術の特徴 |
| 3 | MEMS設計の難しさ |
| 4 | MEMS特有の材料、製造工程 |
| 5 | 犠牲層エッチングとダイシング |
| 6 | おわりに |
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| 第3章 | MEMS/NEMSの製造技術と各種製造装置、材料開発 |
| 1 | エッチング装置（高野貴之） |
| 1.1 | デバイス構造に対するエッチングの役割 |
| 1.2 | ドライプロセス装置とボッシュプロセス |
| 1.3 | プロセスパラメーターが持つ意味合い |
| 1.3.1 | プロセスガスと流量、及びサイクルタイム |
| 1.3.2 | ソースプラズマ出力 |
| 1.3.3 | 下部電極出力 |
| 1.3.4 | プロセスチャンバー内圧力 |
| 1.3.5 | 基板冷却温度 |
| 1.4 | 最新プロセス |
| 1.4.1 | ALCATEL“SHARP” |
| 1.4.2 | テーパーエッチング |
| 2 | アライナ、MEMS用ステッパ（後藤博史） |
| 2.1 | はじめに |
| 2.2 | 光露光(フォトリソグラフィー)プロセス |
| 2.3 | アライナ |
| 2.3.1 | 原理と特徴 |
| 2.3.2 | 装置 |
| 2.3.3 | 露光結果 |
| 2.4 | ステッパの原理 |
| 2.4.1 | 原理と特徴 |
| 2.4.2 | 装置 |
| 2.4.3 | 露光結果 |
| 2.5 | おわりに |
| 3 | スプレーコータ（池原毅） |
| 3.1 | ３次元形状のレジスト塗布 |
| 3.2 | 応用分野 |
| 3.3 | スプレーコート装置の概要 |
| 3.4 | レジスト、希釈液の選定 |
| 3.5 | 塗布条件の最適化 |
| 3.6 | 試作結果例 |
| 3.7 | その他の問題点 |
| 3.8 | 他材料への展開 |
| 3.9 | スプレーコータのメーカーと製品 |
| 4 | ナノインプリント装置（後藤博史） |
| 4.1 | はじめに |
| 4.2 | ナノインプリントプロセス |
| 4.2.1 | 光ナノインプリント |
| 4.2.2 | 熱ナノインプリント |
| 4.3 | ナノインプリント装置 |
| 4.3.1 | 光(UV)ナノインプリント装置の基本構成 |
| 4.3.2 | 熱ナノインプリント装置の基本構成 |
| 4.3.3 | ナノインプリント装置の各種方式と特徴 |
| 4.4 | 型(モールド) |
| 4.5 | おわりに |
| 5 | 圧電材料・アクチュエータ（小林健） |
| 5.1 | はじめに |
| 5.2 | PZTの圧電定数 |
| 5.3 | PZTアクチュエーターの特性 |
| 5.4 | PZT圧膜の成膜技術 |
| 5.5 | PZT薄膜の成膜技術 |
| 5.6 | PZTアクチュエーターの作製法と応用 |
| 6 | 形状記憶合金（石田章） |
| 6.1 | はじめに |
| 6.2 | 形状記憶合金薄膜アクチュエータの特徴 |
| 6.3 | 形状記憶合金薄膜の作製 |
| 6.4 | Ti-Ni形状記憶合金薄膜の特性 |
| 6.5 | Ti-Ni-X三元系合金薄膜の特性 |
| 6.6 | 形状記憶合金薄膜を使ったアクチュエータ |
| 6.7 | おわりに |
| 7 | 接合・ボンディング（高木秀樹） |
| 7.1 | はじめに |
| 7.2 | ウェハ接合の種々の方法 |
| 7.2.1 | 中間材を用いる方法 |
| 7.2.2 | 陽極接合法 |
| 7.2.3 | ウェハ直接接合法 |
| 7.2.4 | 表面活性化法 |
| 8 | ナノポーラスシリコン（越田信義） |
| 8.1 | はじめに |
| 8.2 | nc-PS層の作製 |
| 8.3 | nc-PS層の機能 |
| 8.4 | 可視域発光および光集積 |
| 8.5 | 弾道電子放出と応用 |
| 8.6 | 超音波発生 |
| 8.7 | バイオ応用 |
| 8.8 | おわりに |
| 9 | 光る微粒子（徐超男） |
| 9.1 | はじめに |
| 9.2 | 発光微粒子の開発動向 |
| 9.3 | 応力発光微粒子 |
| 9.4 | 発光微粒子の合成とその特性 |
| 9.5 | 新規なセンシング法としての応用 |
| 9.6 | マイクロ・ナノ計測への展開 |
|
| 第4章 | MEMS/NEMSの光および無線通信への応用 |
| 1 | 通信応用（年吉洋） |
| 1.1 | MEMS的な光学変調と光ファイバ通信への応用 |
| 1.2 | 光クロスコネクトへの応用 |
| 1.2.1 | MEMS光スイッチの必要性 |
| 1.2.2 | ２次元MEMS光スイッチ |
| 1.2.3 | ３次元MEMS光スイッチ |
| 1.2.4 | MEMS光スイッチへの機能の集積化 |
| 1.3 | MEMS技術による小規模光コンポーネント |
| 1.4 | 光MEMSに見られる新技術 |
| 2 | 映像提示応用（澤田廉士） |
| 2.1 | ＤＭＤ |
| 2.2 | ＧＬＶ |
| 2.3 | マイクロミラー走査型 |
| 3 | 共焦点顕微鏡（宮島博志） |
| 3.1 | はじめに |
| 3.2 | 走査型共焦点レーザ顕微鏡用MEMS光スキャナ |
| 3.2.1 | 主な仕様 |
| 3.2.2 | 基本構成及び原理 |
| 3.2.3 | ヒンジ材料と加工技術 |
| 3.2.4 | 特性評価 |
| 3.3 | スキャナ・オン・スキャナ方式の二次元スキャナと走査型共焦点レーザ顕微鏡の小型化 |
| 3.3.1 | 走査型共焦点レーザ顕微鏡の小型化と二次元スキャナの必要性 |
| 3.3.2 | スキャナ・オン・スキャナタイプの二次元スキャナ |
| 3.3.3 | 開発したスキャナ・オン・スキャナと評価結果 |
| 3.4 | おわりに |
| 4 | 光応用マイクロセンサ（澤田廉士、日暮栄治） |
| 4.1 | はじめに |
| 4.2 | マイクロ変位センサ |
| 4.2.1 | モノリシック集積マイクロエンコーダ |
| 4.2.2 | ハイブリッド集積マイクロエンコーダ |
| 4.2.3 | 可動回折格子利用変位センサ |
| 4.2.4 | 集積レーザ変位センサ |
| 4.2.5 | セルフミキシングを利用したマイクロセンサ |
| 4.2.6 | メカニカル波長可変レーザ |
| 4.3 | マイクロ振動子センサ |
| 4.4 | 光トラッピングと変位センサを応用した微小力測定センサ |
| 4.5 | おわりに |
| 5 | フォトニック素子（羽根一博） |
| 5.1 | はじめに |
| 5.2 | ブラッグミラーとファブリ・ペロフィルタ |
| 5.3 | リング導波路共振器 |
| 5.4 | 回折格子デバイス |
| 5.4.1 | 構造と回折 |
| 5.4.2 | サブ波長格子による反射防止 |
| 5.4.3 | サブ波長周期可変格子 |
| 5.5 | フォトニック結晶の制御 |
| 5.6 | 近接場光プローブ技術 |
| 5.7 | おわりに |
| 6 | 光応用バイオセンサ（澤田廉士、日暮栄治） |
| 6.1 | はじめに |
| 6.2 | DNA蛍光検出 |
| 6.3 | 走査型共焦点顕微鏡 |
| 6.4 | グルコースモニタのための旋光センサ |
| 6.5 | 光ファイバー血圧計 |
| 6.6 | 脈波センサ、パルスオキシメータ |
| 6.7 | OCT（光コヒーレンストモグラフィ） |
| 6.8 | 光MEMSを用いた血流センサ |
| 7 | 光マニピュレーション（日暮栄治） |
| 7.1 | はじめに |
| 7.2 | 光マニピュレーションの原理 |
| 7.3 | 光マニピュレーションの応用 |
| 7.3.1 | 放射圧による回転制御 |
| 7.3.2 | 角度位置決め |
| 7.3.3 | 細胞操作と微小力センシング |
| 7.4 | おわりに |
| 8 | 液晶ディスプレー用照明（内田大道） |
| 8.1 | はじめに |
| 8.2 | リバーシブルライトの概要 |
| 8.3 | バックライト機能を実現するための要素技術 |
| 8.3.1 | ベクター放射結合理論 |
| 8.3.2 | ダブルプリズム技術 |
| 8.4 | フロントライト機能を実現するための要素技術 |
| 8.4.1 | ナノプリズムアレー技術 |
| 8.4.2 | ハイブリッド集積技術 |
| 8.5 | 超微細複製加工技術 |
| 8.6 | おわりに |
| 9 | 無線通信への応用（小野寺和正） |
| 9.1 | はじめに |
| 9.2 | RF-MEMSの集積化応用の基礎検討 |
| 9.2.1 | RF-MEMSスイッチの可変フィルタへの応用 |
| 9.2.2 | ３-バンド・共用パワーFET実現へのRF-MEMSスイッチの応用 |
| 9.3 | RF-MEMSの実用化へ向けての動向 |
| 9.3.1 | フェーズシフター |
| 9.3.2 | 自動車搭載長距離レーダ(77GHZ) |
| 9.3.3 | RF-MEMSスイッチのUltra Wideband応用 |
| 9.4 | RF-MEMSの共通課題 |
| 9.4.1 | 低駆動電圧RF-MEMSスイッチの開発動向 |
| 9.4.2 | RF-MEMSスイッチの高速化開発動向 |
| 9.4.3 | 高信頼性の確保−現状と対策 |
|
| 第5章 | MEMS/NEMSのセンサへの応用 |
| 1 | 加速度センサ（土屋智由） |
| 1.1 | はじめに |
| 1.2 | 原理 |
| 1.3 | ひずみ抵抗型 |
| 1.4 | 静電容量型 |
| 1.5 | 熱型 |
| 1.6 | 今後 |
| 2 | 赤外線センサ（木股雅章） |
| 2.1 | はじめに |
| 2.2 | 熱型赤外線センサとMEMS技術の役割 |
| 2.3 | 抵抗ボロメータ方式 |
| 2.4 | SOIダイオード方式 |
| 2.5 | その他の方式 |
| 2.6 | おわりに |
| 3 | においセンサ（南戸秀仁） |
| 3.1 | はじめに |
| 3.2 | 各種「におい」センサの原理 |
| 3.2.1 | 酸化物半導体式ケモセンサ |
| 3.2.2 | 水晶振動子式ケモセンサ |
| 3.2.3 | 表面プラズモン共鳴式ケモセンサ |
| 3.3 | MEMS技術を駆使した「におい」センサシステム |
| 3.4 | e-Noseシステムの開発およびその応用 |
| 4 | センサネットワーク（岩岡秀人） |
| 4.1 | はじめに |
| 4.2 | デバイス、システム技術 |
| 4.3 | 無線通信技術 |
| 4.4 | おわりに |
| 5 | 微小力センサ（伊藤寿浩） |
| 5.1 | はじめに |
| 5.2 | AFMと微小力センサ |
| 5.3 | AFM用集積型微小力センサ |
| 5.3.1 | ピエゾ抵抗効果型マイクロカンチレバー |
| 5.3.2 | 圧電マイクロカンチレバー |
| 5.3.3 | 静電容量型マイクロカンチレバー |
| 5.4 | 微小力センサの比較 |
| 5.5 | おわりに |
|
| 第6章 | MEMS/NEMSのエネルギーへの応用 |
| 1 | マイクロ燃料電池システム（田中秀治） |
| 1.1 | はじめに |
| 1.2 | DMFC |
| 1.2.1 | 携帯機器用DMFCのシステム構成と特徴 |
| 1.2.2 | 携帯機器用DMFCのためのマイクロ燃料バルブ |
| 1.3 | 燃料改質器付PEFC |
| 1.3.1 | 燃料改質器付PEFCのシステム構成と特徴 |
| 1.3.2 | MEMS技術を用いた燃料改質器 |
| 1.3.3 | マイクロ燃焼器への混合気供給デバイス |
| 1.4 | MEMS技術を用いたマイクロ燃料電池 |
| 1.5 | おわりに |
| 2 | マイクロガスタービン（単学伝） |
| 2.1 | はじめに |
| 2.2 | マイクロガスタービンの研究 |
| 2.3 | 二次元マイクロガスタービン |
| 2.4 | マイクロ燃焼器 |
| 2.5 | 空気駆動エアタービン |
| 2.6 | おわりに |
| 3 | 宇宙応用（江副祐一郎、満田和久） |
| 3.1 | はじめに |
| 3.2 | Ｘ線回折格子 |
| 3.3 | Ｘ線マイクロカロリメータ検出器 |
| 3.4 | マイクロＸ線反射鏡 |
|
| 第7章 | MEMS/NEMSのバイオ・化学への応用 |
| 1 | バイオMEMS（亀井利浩） |
| 1.1 | はじめに |
| 1.2 | スケーリング則 |
| 1.3 | マイクロ流体工学(microfluidics) |
| 1.4 | ラボ・オン・チップ(Lab-on-a-chip) |
| 1.5 | 大規模集積への潮流 |
| 1.6 | 蛍光検出の小型・集積化と超並列化 |
| 1.7 | おわりに |
| 2 | マイクロ流体デバイスの実装（楊振） |
| 2.1 | はじめに |
| 2.2 | デバイスと外部の接続の重要性 |
| 2.3 | チップの入出力端子の形成 |
| 2.3.1 | 実験用チップの端子形成方法 |
| 2.3.2 | 平面接続ソケット方式 |
| 2.3.3 | 縦型流体接続ソケットの構造 |
| 2.4 | マイクロ流体デバイスの封止 |
| 2.4.1 | メタル封止 |
| 2.4.2 | セラミック封止 |
| 2.5 | モジュール・レベル・パッケージ |
| 2.6 | 実装 |
| 2.7 | 解決すべき課題と進歩の方向 |
|
| 第8章 | MEMS/NEMSの加工・試作・ファンドリーサービス（三原孝士） |
| 1 | 全体の動向 |
| 2 | MEMS/NEMSの市場特性とファンドリーサービスの必要性 |
| 2.1 | MEMSファンドリーネットワーク誕生の経緯 |
| 2.2 | MEMSファンドリーサービス産業委員会の活動 |
| 2.2.1 | 公知活動 |
| 2.2.2 | 産官学連携によるMEMS産業推進課題の議論 |
| 2.2.3 | サービスの向上努力 |
| 2.3 | 産業委員会メンバーの簡単な紹介 |
| 3 | おわりに |
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| 第9章 | MEMS/NEMSの技術的・体制的課題（前田龍太郎、伊藤寿浩） |
| 1 | はじめに |
| 2 | ファンドリ事業及び人材育成事業 |
| 2.1 | サービスの特徴 |
| 2.2 | 試作事例 |
| 2.2.1 | ピエゾMEMS |
| 2.2.2 | 高アスペクト比加工とナノインプリント |
| 3 | コストの低いプロセスの開発 |
| 3.1 | 微細成形 |
| 3.2 | MEMS実装 |
| 3.3 | デスクトップナノ製造装置 |
|
| 第10章 | 海外企業・研究機関のMEMS/NEMS技術の動向（磯川俊彦） |
| 1 | Transducers' 05における技術動向 |
| 2 | MEMS 2005における技術動向 |
|
| 第11章 | MEMS/NEMSの市場規模と予測（小池智之） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 市場規模見積りと予測の方法 |
| 3 | 産業分野ごとの市場分析について |
| 4 | 世界市場について |
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