TIA/MEMS研究拠点を活用したイノベーション

東京大学

下山勲

16:10 - 16:35

2018年10月9日, 東京

ApplicationsStart-upBasic Research＠U-

Tokyo

Robot

Automotive

Tire

Mobile Phone

User Interface

Sports

Health Care

Inspection of Structure

歴史

Piezo-Resistive Effect

Piezo-resistive Effect

Normal stress

L

∆LPiezo-resistor

L=1m, ΔL=1μm, 1ppm = 10-6

𝑅 = 𝜌𝐿

𝐴

∆𝑅

𝑅=

∆𝜌

𝜌+ 1 + 2𝜈

∆𝐿

𝐿

= 𝜋𝐸∆𝐿

𝐿+ (1 + 2𝜈)

∆𝐿

𝐿

𝝐 = 10-6 ,

× gage factor 100

× amplifier 1000 = 0.1

When applying 1V, 0.1V signal is obtained.

gage factor: metal:2 semiconductor:100 10-7-10-7

Strain

Force

Shear stress

Doping on the wall

rate of resistance

change

resistivity

𝑘 = 𝐸𝐴

𝑙∝ 𝐿

The smaller, the

more sensitive.

改

impurities

MNOICについて

MMC: Micromachine CenterMNOIC: MicroNano Open Innovation Center 9

10

マイクロマシンセンター概要

名 称 一般財団法人マイクロマシンセンター（ＭＭＣ）

所在地（本部）東京都千代田区神田佐久間河岸６７（つくば開発センター） つくば市並木１－２－１ 産総研東事業所内

設立年月日 1992（平成４）年１月２４日

会員等賛助会員 40 （35社、5団体）

ＭＥＭＳ協議会メンバー 192 （46社、146団体・個人）

役 員 理事長 山中 康司 （株式会社デンソー 代表取締役副社長）

職員数 （本部）34名、 （つくば開発センター）20名

（１）組織概要

（２）組織図 理事長

専務理事（長谷川）

事務局長（青木）

総務部 調査研究・標準部 MEMS協議会（MNOIC・産業交流部・普及促進部等）

技術開発推進室

※この他、業務分野毎に委員会あり

〔運営関係〕

理事会 評議員会

運営委員会

11

MNOICの概要(1)

●設立目的

マイクロナノ・オープンイノベーションセンタ(MNOIC:エムノ-イック)は、産業技術総合研究所が保有する8/12インチウエハ対応 最先端MEMS技術・施設を共同利用という形でオープンイノベーションを推進し、我が国のMEMS産業の活性化を目的として、(一財)マイクロマシンセンターの下に、2011年4月に設立されました。

●提供サービス

・研究支援コース：ユーザ自主テーマの研究開発を支援・研究受託コース：最新設備を用いた先端研究を受託・工程受託コース：製品化に向けたデバイス製造工程を受託

・MEMS研究開発をリードする人材の育成・産官学連携共同研究の提案および推進

(タッチエンス(株)様ご提供)

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MNOICの概要(2)

●利用可能な共用施設（8/12インチMEMSラインの加工・評価装置）

洗浄

成膜

リソグラフィ

エッチング

接合加工

プラズマCVD(8/12”)

スパッタ(8”)

熱酸化炉/アニール炉(8”)

D-polySi/SiN減圧CVD(8”)

電子ビーム蒸着(8/12”)

単分子膜表面処理(8”)

薄膜応力評価(8”)

積層膜厚さ計(8”)

ウェハスピン洗浄(8/12”)

ウェハディップ洗浄(8/12”)

IPAベーパ乾燥(8”)

ウェハ塵埃検査(8”)

有機ドラフトチャンバ(8”)長焦点深度光学顕微鏡(8/12”)

高倍率光学顕微鏡(8/12”)

加工評価

i-線ステッパ(8”)

マスクレス露光(500mm□)

ｺｰﾀ･ﾃﾞｨﾍﾞﾛｯﾊﾟ(500mm□)

マスク露光(8”)

測長SEM(8”)

ｺｰﾀ･ﾃﾞｨﾍﾞﾛｯﾊﾟ(8/12”)

アッシャ(8/12”)

電子ﾋﾞｰﾑ露光(6”)

犠牲層ドライエッチャ(8”)

Si深掘エッチャ(12”)

Si深掘エッチャ(8”)

金属膜エッチャ(8”)

Si酸化膜エッチャ(8”)異方性ウェットエッ

チャ(8”)分析SEM(8/12”)

段差測定(8”)

レーザステルスダイサ(8”)

X線CTスキャナ(8/12”)

テスタ･プローバ(8”)

ブレードダイサ(8/12”)

エリプソメータ(8”)

熱処理炉(8”)

干渉型形状評価(8”)

ナノインプリント(8”)

ウェハ常温接合(12”)

チップﾟ to ウェハ接合(8/12”)

超音波顕微鏡(8”)

ウェハ to ウェハ接合(8”)

赤外顕微鏡(12”)

シート抵抗測定プローバ(8”)

光学検査顕微鏡(8”)

圧電定数評価(8”)

赤外/可視レーザ顕微鏡(12”)

世界に数台の最先端装置

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3D棟クリーンルーム設備配置図（前工程）（約350m２、クラス1000）

3B棟クリーンルーム設備配置図（後工程）

（約250m２、クラス1000）

低温Si酸化膜

TEOSﾌﾟﾗｽﾞﾏCVD

ｴｱｼｬﾜｰ

SiO2エッチャ

更衣室

搬入室

マスクレス露光装置

コータデベロッパ

i-線ステッパ

リソ室：イエロー

ｳｪﾊﾃﾞｨｯﾌﾟ洗浄装置

ｳｪﾊｽﾋﾟﾝ洗浄装置

異方性ウェットエッチャ

アニール炉

減圧ＣＶＤ(D-polySi)

シリンダ

ｷｬﾋﾞﾈｯﾄ

マスク露光機顕微鏡

ｱｯｼｬ

膜厚計有機ﾄﾞﾗﾌﾄ

IPA乾燥機

Wet室：イエロー

シリンダ

ｷｬﾋﾞﾈｯﾄ

超純水精製装置

減圧ＣＶＤ(Ｓｉ3Ｎ４)

酸化炉

8ｲﾝﾁ Si深掘エッチャ

12ｲﾝﾁ Si深掘エッチャ

金属エッチャ

犠牲層ﾄﾞﾗｲｴｯﾁｬ

ｳｴﾊ検査装置 段差計

表面形状測定器

レーザ顕微鏡

レーザ顕微鏡

コータデベロッパ

ｵｰﾌﾞﾝ

ｼｰﾄ抵抗測定器ｴﾘﾌﾟｿﾒｰﾀ

(CUPAL)観察装置

UCoMS測定装置

ｴｱｼｬﾜｰ

更衣室

ＥＢ蒸着

熱処理炉

ｳｪﾊtoｳｪﾊ接合装置

ﾁｯﾌﾟto ｳｪﾊ接合装置

単分子膜処理装置

超音波顕微鏡

DUV照射装置

X線CT

薄膜応力評価装置

分析SEM

測長SEM

顕微鏡

赤外顕微鏡

スパッタ

FIB装置

シェア試験機

実装機冷蔵庫

(RIMS)検査装置

(RIMS)加工装置

ﾚｰｻﾞｰﾏｰｶ-

(CUPAL)加工装置

テスタプローバ

(CUPAL)

LDV

(RIMS)

加工装置

(RIMS)検査装置

表面観察装置

・3B棟クリーンルームを約100m２増設（2014年度）・3D/3B棟クリーンルーム装置を再配置

MNOICの概要(3)

●8/12インチMEMSライン クリーンルーム

共用利用装置

MNOICの提供するサービス

●提供サービス各コースの内容

研究支援（Ｐコース）

研究支援（Ｖコース）

研究受託（Ｆコース）

工程受託（Ｋコース）

契約形態年間･半年会費制

時間利用従量課金制

基本契約、及び仕様書による受発注契約

課金要領

200時間まで無料

500時間まで半額

利用時間に応じた課金

仕様書に基づく見積書に準拠

利用特典専用デスク標準消耗品

提供

共用デスク標準消耗品

提供

研究開発試作受託

製品開発製造受託

技術支援専任スタッフによる技術支援

（別料金）専任スタッフによる製作評価

契約制約条件産総研共同研究契約に基づき試験サンプル提供に限定

ノウハウ制約なしサンプル販売可

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MNOICの活動状況 (1)

●工程受託コース(Kコース)の新設（2014年度）

国/NEDOプロ

研究・開発試作製造

人材育成

MNOIC技術研究組合

NMEMS

ユーザ

企業

大学

研究支援(P,Vコース）研究受託(Fコース）

(新設) 工程受託(Kコース）

コース別利用形態

産総研共用施設MEMS製造ライン

産総研 集積マイクロシステム研究センター(UMEMSME)

・ユーザは製造したデバイスの商用化（サンプル提供・販売など）可能・ユーザの開発した技術の知財権はユーザ側に帰属・MNOICが開発した既存レシピの利用可・受託案件・内容は非公開（マル秘）

●MEMS研究開発をリードする人材の育成

(1) TIA連携大学院サマーオープンフェスティバル（8月）

・MEMS講習会/学生、若手研究者向けMEMS講座開催58名（2017年度）/ 50名（2018年度）

(2) TIA-CuPAL

・ナノテクキャリアアップアライアンスへの協力

●産官学連携共同研究の提案および推進

・国プロ研究開発参画による最新技術の蓄積

- 道路インフラ(RIMS)：高耐久性パッケージ技術（～‘18)- ライフラインコア(UCoMS)：圧電薄膜プロセス技術（～‘18）- AI融合高精度物体認識システム(AIRs)：ナノ構造加工技術（～‘18）- 学習型スマートセンシングシステム(LbSS)：振動発電素子プロセス技術（～’20)

4プロジェクト合計 受託労務費 33百万円 (’17実績)、 32百万円 (’18見込)

現在推進中の国プロ3件が18年度で完了⇒新規国プロ提案に向け活動中

MNOICの活動状況 (2)

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日本国内のMEMS研究開発拠点

TIAA platform for open innovation

産業技術総合研究所（産総研）物質・材料研究機構（NIMS）高エネルギー加速器研究機構（KEK）筑波大学、東京大学 の5機関が運営するオープンイノベーション拠点

ナノテクノロジープラットフォ－ム

最先端の研究設備を有する全国の大学、研究機関（25機関）が一体 となって設備の共用体制を構築

【連携分野】・ナノエレクトロニクス・パワーエレクトロニクス・MEMS・カーボンナノチューブ・ナノグリーン・光・量子計測・共用施設ネットワーク・人材育成

【技術領域】ナノテクノロジー技術において基本となる・微細構造解析・微細加工・分子・物質合成

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日本国内のMEMSファンドリー

MEMStationサービス

MEMSの設計・試作・製造を国内MEMSファンドリー企業のネットワークで支援

MEMS協議会の下、2002年7月に発足したMEMSファンドリーサービス産業委員会の活動として推進

東大発ベンチャタッチエンス会社説明

会社概要

設立 資本

タッチエンス株式会社

設立日 2011年4月

場所 東京都台東区

資本金 9,000万円

株主DEFTA Healthcare Technologies佐竹製作所その他

人員 ビジョン

常勤役員 2名社外役員 3名監査役 1名

営業 1名エンジニア 4名品管 1名アルバイト 1名

触覚センサ 量産化の実現

研究・開発段階である触覚センサの量産化を実現することで、今はない新しい触覚センサ市場の創造を目指す。

事業概略

【コアバリュー】オリジナルの触覚センサ技術

【事業領域】• センサ部品事業• 特注センサモジュール事業• オリジナルセンサモジュール事業• クロスライセンス事業

【ビジネスモデル】開発： 自社開発チーム

製造： センサ量産はアウトソース、新製品開発・特注モジュールを内製販売： 自社営業チームによる直販

海外代理店 OMS（台湾）、Revosync（東南アジア）、Trueyes（韓国）PPS（USA)

～ＭＥＭＳ技術による超薄型3軸の力検出センサ～

【特徴】① 小型化・薄型化・軽量化で実装時の利便性を向上② せん断力と圧力の同時検知が可能③ 外装樹脂の変更で感度と耐加重特性を調整可能

ショッカクチップ

CONFIDENTIAL

8“MEMSウェハ チップ ２Ｘ２Ｘ0.3ｍｍ ボンディング 樹脂成型

【製造プロセス】

【X・Y 軸】ビーム側面片側にピエゾ抵抗を形成

【Z 軸】ビーム上面に左右非対称なパターンでピエゾ抵抗を形成

タッチエンスとMNOIC

【開発履歴】2011 初の4”MEMSウェハ製造

2011 カンチレバータイプ試作

2012 両持梁りタイプ開発スタート

2012 外装樹脂射出成型成功

2013 ＴＳタイプ開発・販売スタート

2013 熱拡散→インプラ（ＮＥＤＯ）

2013 8”ウェハでの製造に成功

2015 ＳＰタイプ開発・販売スタート

2017 3軸アンプ一体型＆6軸タイプリリース

2018 3軸セラミックパッケージリリース

2018 資金調達

2020 6軸量産タイプリリース

6軸方向の触覚８”MEMSウェハ＆チップ

量産化を目指す目途がたった

MNOIC製造サポート

開始

新しいセンサでイノベーションに貢献する

医療器具インテリジェント化ウェアラブルデバイスの進化

新しい入力デバイス

ロボットの進化 技能の数値化

新しいインターフェース

3軸触覚フィルム

【提案】タッチエンスの超小型多軸触覚センサは、マトリックス状にすることで曲率をもつ対象物への装着ができる。

ハンドルを持つ手の情報を車にフィードバックできないか？・ハンドルの把持位置＆把持力＆把持方向・ハンドルでの手の滑り（掌運転含む）

研究者育成とともに、技術の社会還流

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Sports

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Inspection of Structure

Thank you for your attention.

A part of this presentation is supported by

New Energy and Industrial Technology

Development Organization (NEDO).