JPH0322885A - 静電型マイクロモータの駆動力伝達装置 - Google Patents
静電型マイクロモータの駆動力伝達装置Info
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- JPH0322885A JPH0322885A JP1155365A JP15536589A JPH0322885A JP H0322885 A JPH0322885 A JP H0322885A JP 1155365 A JP1155365 A JP 1155365A JP 15536589 A JP15536589 A JP 15536589A JP H0322885 A JPH0322885 A JP H0322885A
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- electrodes
- driving force
- gear
- electrostatic micromotor
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
-
- H—ELECTRICITY
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- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/002—Electrostatic motors
- H02N1/004—Electrostatic motors in which a body is moved along a path due to interaction with an electric field travelling along the path
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19642—Directly cooperating gears
- Y10T74/19679—Spur
- Y10T74/19684—Motor and gearing
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、例えばエッチングやリソグラフィなどの半導
体製造方法によって製作されるマイクロマシンの駆動源
として用いられる静電型マイクロモータの駆動力伝達装
置に関する。
体製造方法によって製作されるマイクロマシンの駆動源
として用いられる静電型マイクロモータの駆動力伝達装
置に関する。
従来の技術
従来の静電型マイクロモータ装置としては、例アイレー
７ち七ツスド １４ウ。 訃γぐえばＴａｌ
らの論文（”ＩＣ−Ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ Ｍｉｃｒｏ−
Ｍｏｔｏｒｓ〉２−’）− ７７” ９（ｆ−４−
（− ｉ＜’）ｒｈ ｚレ５ト０
）／ ６＝ｐ＋〆ｌ，入１ｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ
Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓ−第４図はこの従来の静電型マイクロモータ
装置の平面図を示すものであり、エッチングやリングラ
フイなどの半導体製造方法によって製作されている。図
において１は支軸であり、２は最大直径１２０μｍで四
方に突起が出ているロータＮ ３ａ〜３１がロータ２
の周囲にロータ２の回転中心に対して放射状に設けられ
た１２個の電極である。
７ち七ツスド １４ウ。 訃γぐえばＴａｌ
らの論文（”ＩＣ−Ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ Ｍｉｃｒｏ−
Ｍｏｔｏｒｓ〉２−’）− ７７” ９（ｆ−４−
（− ｉ＜’）ｒｈ ｚレ５ト０
）／ ６＝ｐ＋〆ｌ，入１ｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ
Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓ−第４図はこの従来の静電型マイクロモータ
装置の平面図を示すものであり、エッチングやリングラ
フイなどの半導体製造方法によって製作されている。図
において１は支軸であり、２は最大直径１２０μｍで四
方に突起が出ているロータＮ ３ａ〜３１がロータ２
の周囲にロータ２の回転中心に対して放射状に設けられ
た１２個の電極である。
これらの電極３ａ〜３ｌには、図は省略するがそれぞれ
配線がなされており、３個ずつ並列に接続され３相４極
のモータになる。具体的には３ ａ％３ｄ，３ｇ，３ｊ
の組合せと、３ｂ， ３ｅｓ ３ｈｓ３ｋの紐合せ
、そして３ＣＮ ３ｆｉ ３ｉ１ ３１の組合せで
ある。
配線がなされており、３個ずつ並列に接続され３相４極
のモータになる。具体的には３ ａ％３ｄ，３ｇ，３ｊ
の組合せと、３ｂ， ３ｅｓ ３ｈｓ３ｋの紐合せ
、そして３ＣＮ ３ｆｉ ３ｉ１ ３１の組合せで
ある。
第５図に同装置の断面図を示すが、図に明らかなように
ロータ２は支軸１の上フランジ部１ａと下フランジ部１
ｂによって支えられ、基準層４に接触しないようになっ
ている。また電極３ａ１３ｇ（他の電極も同じ）とロー
タ２とはほぼ同じ高さになっている。支軸１、ロータ２
、電極３ａ〜３Ｌ 基準層４はそれぞれ多結晶シリコ
ンが素材であるが、ロータ２の支軸１との接触部２ａお
よび外周部２ｂ， 電極３ａｓ３ｇの内周部３ａ’３ｇ
′ （他の電極も同じ）には、潤滑層として窒化シリコ
ン（ＳｉａＮ４）の膜が付けられている。
ロータ２は支軸１の上フランジ部１ａと下フランジ部１
ｂによって支えられ、基準層４に接触しないようになっ
ている。また電極３ａ１３ｇ（他の電極も同じ）とロー
タ２とはほぼ同じ高さになっている。支軸１、ロータ２
、電極３ａ〜３Ｌ 基準層４はそれぞれ多結晶シリコ
ンが素材であるが、ロータ２の支軸１との接触部２ａお
よび外周部２ｂ， 電極３ａｓ３ｇの内周部３ａ’３ｇ
′ （他の電極も同じ）には、潤滑層として窒化シリコ
ン（ＳｉａＮ４）の膜が付けられている。
以上のように構成された従来の静電型マイクロモータ装
置においては、３相４極構成の電極３ａ〜３ｌに６０Ｖ
〜４００Ｖ程度の電圧を、相を切り替えながら順次印加
する。するとロータ２と電極３ａ〜３１の端部に静電引
力が働き、ロータ２が回転する。例えばまず３ａ１ ３
ｄ１ ３ｇｓ ３ｊの組合せ、次に３ｂ，３ｅ１ ３
ｈ，３ｋの組合せ、そして３ｃ１ ３ｆｖ ３１、３
１の組合せ、という具合いに印加することによりロータ
２は第４図の矢印Ｘ方向に回転することになる。
置においては、３相４極構成の電極３ａ〜３ｌに６０Ｖ
〜４００Ｖ程度の電圧を、相を切り替えながら順次印加
する。するとロータ２と電極３ａ〜３１の端部に静電引
力が働き、ロータ２が回転する。例えばまず３ａ１ ３
ｄ１ ３ｇｓ ３ｊの組合せ、次に３ｂ，３ｅ１ ３
ｈ，３ｋの組合せ、そして３ｃ１ ３ｆｖ ３１、３
１の組合せ、という具合いに印加することによりロータ
２は第４図の矢印Ｘ方向に回転することになる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら前記のような構成では、ロータ２を回転さ
せることはできるが、その回転駆動力を外部に取り出す
方法がない。汎用の電気モータのように軸に歯車を後付
けするような構成では、半導体製造方法を用いることに
よる、小型軽量化や量産性、信頼性の高さを活かせない
。従ってこの静電型マイクロモータを駆動源に用いたマ
イクロマンンを構成することができないという課題を有
していた。
せることはできるが、その回転駆動力を外部に取り出す
方法がない。汎用の電気モータのように軸に歯車を後付
けするような構成では、半導体製造方法を用いることに
よる、小型軽量化や量産性、信頼性の高さを活かせない
。従ってこの静電型マイクロモータを駆動源に用いたマ
イクロマンンを構成することができないという課題を有
していた。
本発明はかかる点に鑑み、従来にない新規なマイクロマ
シンの駆動源となり得る静電型マイクロモータの駆動力
伝達装置を提供することを目的とする。
シンの駆動源となり得る静電型マイクロモータの駆動力
伝達装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、略歯車形状であるロータと、このロータの外
側に前記ロータの歯形に対向し円周上の所定の部分が欠
落した状態で配置された複数の電極と、電極の欠落部で
ロータに歯合するように構成された伝達歯車を備えた静
電型マイクロモータの駆動力伝達装置である。
側に前記ロータの歯形に対向し円周上の所定の部分が欠
落した状態で配置された複数の電極と、電極の欠落部で
ロータに歯合するように構成された伝達歯車を備えた静
電型マイクロモータの駆動力伝達装置である。
作用
本発明は前記した構成により、回転するロータ自体が歯
車となっており、また伝達薗車もＮ極の欠落部に存在す
るため、直接ロータと伝達歯車とが歯合することができ
るため、この伝達歯車を介して外部にロータの回転駆動
力を簡単に取り出すことができる。また各部品が平面的
に構成されているため、容易に半導体製造方法によって
製作できるので小型軽量化や量産性、信頼性の高さを活
かしつつ、マイクロマシンの駆動源となり得る静電型マ
イクロモータの駆動力伝達装置を提供することができる
。
車となっており、また伝達薗車もＮ極の欠落部に存在す
るため、直接ロータと伝達歯車とが歯合することができ
るため、この伝達歯車を介して外部にロータの回転駆動
力を簡単に取り出すことができる。また各部品が平面的
に構成されているため、容易に半導体製造方法によって
製作できるので小型軽量化や量産性、信頼性の高さを活
かしつつ、マイクロマシンの駆動源となり得る静電型マ
イクロモータの駆動力伝達装置を提供することができる
。
実施例
第１図は本発明の一実施例における静電型マイクロモー
タの駆動力伝達装置の平面図を示すものである。第１図
において、１１は支軸であり、１２は外径１２０μｍで
略歯車形状をしているロータ、１３ａ 〜１３ｉおよび
１３ｊ 〜１３ｒはロータ１２の周囲にロータ１２の回
転中心に対して放射状でかつ対称な位置に配置された１
８個の電極である。これらの電極１３ａ〜１３ｉおよび
１３ｊ〜１３ｒには、図は省略するがそれぞれ配線がな
されており、３個ずつ並列に接続され３相６極のモータ
になる。具体的には１３ａ，１３ｄ，１３ ｇ１１ ３
Ｊ１１ ３ｍｓ １ ３ １）の組合せと、１３ｂ
１ １３ｅ１ １３ｈ１ １３ｋ１ １３ｎ１ １３Ｑ
の組合せ、そして１ ３ Ｃ１１ ３ Ｌ １ ３
ｉｓ １ ３ １１１３ｏｓｌ３ｒの組合せである。
タの駆動力伝達装置の平面図を示すものである。第１図
において、１１は支軸であり、１２は外径１２０μｍで
略歯車形状をしているロータ、１３ａ 〜１３ｉおよび
１３ｊ 〜１３ｒはロータ１２の周囲にロータ１２の回
転中心に対して放射状でかつ対称な位置に配置された１
８個の電極である。これらの電極１３ａ〜１３ｉおよび
１３ｊ〜１３ｒには、図は省略するがそれぞれ配線がな
されており、３個ずつ並列に接続され３相６極のモータ
になる。具体的には１３ａ，１３ｄ，１３ ｇ１１ ３
Ｊ１１ ３ｍｓ １ ３ １）の組合せと、１３ｂ
１ １３ｅ１ １３ｈ１ １３ｋ１ １３ｎ１ １３Ｑ
の組合せ、そして１ ３ Ｃ１１ ３ Ｌ １ ３
ｉｓ １ ３ １１１３ｏｓｌ３ｒの組合せである。
１４、１５は電極１３ａ〜１３ｉおよび１３ｊ〜１３ｒ
の欠落部に存在しロータ１２に歯合する伝達歯車であり
、１６、１７がそれぞれの支軸である。そしてｌ８は伝
達歯車１４と歯合するラック板であり、１９が基準層で
ある。
の欠落部に存在しロータ１２に歯合する伝達歯車であり
、１６、１７がそれぞれの支軸である。そしてｌ８は伝
達歯車１４と歯合するラック板であり、１９が基準層で
ある。
第２図に同装置の断面図を示すが、この断面図は第１図
のＹ−Ｙ断面である。図に明らかなようにロータｌ２は
支軸ｌ１の上フランジ部１１ａと下フランジ部ｆｌｂと
によって支えられ、基準層１９に接触しないようになっ
ている。また、電極１３ａ（他の電極も同じ）とロータ
１２、伝達歯車１４（伝達歯車１５も同じ）およびラッ
ク板１８はほぼ同じ高さになっている。図に明らかなよ
うに伝達歯車１４（伝達歯車１５も同じ）もロ−タ１２
と同様に上下のフランジ形状で保持されている。またラ
ック板１８も同様に保持されているがここではその説明
は省略する。支軸１１、ロータｌ２、電極１３ａ 〜１
３ｉおよびｔ３ｊ−１３ｒ１ 伝達歯車１４、１５お
よびそれらの支軸ＩＥ３１１７、そしてラック板１８お
よび基準ｆｆｌｌ９はそれぞれ多結晶シリコンが素材で
あるが、ロータ１２の支軸１１との接触部１２ａ１ 第
１図で斜線を施した外周部１２ｂおよび電極１３ａの内
周部１３ａ゛ （他の電極も同じ）には、窒化シリコン
（ＳｉａＮａ）の膜が潤滑層として付けられている。
のＹ−Ｙ断面である。図に明らかなようにロータｌ２は
支軸ｌ１の上フランジ部１１ａと下フランジ部ｆｌｂと
によって支えられ、基準層１９に接触しないようになっ
ている。また、電極１３ａ（他の電極も同じ）とロータ
１２、伝達歯車１４（伝達歯車１５も同じ）およびラッ
ク板１８はほぼ同じ高さになっている。図に明らかなよ
うに伝達歯車１４（伝達歯車１５も同じ）もロ−タ１２
と同様に上下のフランジ形状で保持されている。またラ
ック板１８も同様に保持されているがここではその説明
は省略する。支軸１１、ロータｌ２、電極１３ａ 〜１
３ｉおよびｔ３ｊ−１３ｒ１ 伝達歯車１４、１５お
よびそれらの支軸ＩＥ３１１７、そしてラック板１８お
よび基準ｆｆｌｌ９はそれぞれ多結晶シリコンが素材で
あるが、ロータ１２の支軸１１との接触部１２ａ１ 第
１図で斜線を施した外周部１２ｂおよび電極１３ａの内
周部１３ａ゛ （他の電極も同じ）には、窒化シリコン
（ＳｉａＮａ）の膜が潤滑層として付けられている。
以上のように構成されたこの実施例の静電型マイクロモ
ータの駆動力伝達装置において、以下その動作を説明す
る。３相６極構成の電極１３ａ〜１３ｉおよび１ ３
ｊ ” １ ３ ｒに６０Ｖ〜４００Ｖ程度の電圧を、
相を切り替えながら順次印加する。
ータの駆動力伝達装置において、以下その動作を説明す
る。３相６極構成の電極１３ａ〜１３ｉおよび１ ３
ｊ ” １ ３ ｒに６０Ｖ〜４００Ｖ程度の電圧を、
相を切り替えながら順次印加する。
するとロータ２と電極３ａ〜３ｌの端部に静電引力が働
き、ロータ２が回転する。例えばまず１３ａ１ １３ｄ
１ １３ｇ１ １３ｊ１ １３ｍ１ １３ｐの組合せ、
次に１ ３ ｂ， １ ３ ｅ， ｉ ３ ｈ，
１ ３ ｋ，１３ｎ，１３Ｑの組合せ、そして１３ｃ
，１３ｆｓ１３Ｌ １３Ｌ １３ｏ，１３ｒの組合
せ、という具合いに印加することによりロータ１２は矢
印Ｚ方向に回転することになる。ロータ１２が回転すれ
ば同時に伝達歯車１４、１５がそれぞれＺＬＺ２方向に
回転し、ラック板１８がＺ３方向に移動する。このラッ
ク板１８の動きを利用して所望のメカニズムを構成すれ
ば良い。
き、ロータ２が回転する。例えばまず１３ａ１ １３ｄ
１ １３ｇ１ １３ｊ１ １３ｍ１ １３ｐの組合せ、
次に１ ３ ｂ， １ ３ ｅ， ｉ ３ ｈ，
１ ３ ｋ，１３ｎ，１３Ｑの組合せ、そして１３ｃ
，１３ｆｓ１３Ｌ １３Ｌ １３ｏ，１３ｒの組合
せ、という具合いに印加することによりロータ１２は矢
印Ｚ方向に回転することになる。ロータ１２が回転すれ
ば同時に伝達歯車１４、１５がそれぞれＺＬＺ２方向に
回転し、ラック板１８がＺ３方向に移動する。このラッ
ク板１８の動きを利用して所望のメカニズムを構成すれ
ば良い。
この時、電極！３ａ 〜１３ｉおよび１ ３ ｊ 〜１
３ｒの配置がロータ１２の回転中心に対して放射状でか
つ対称な位置に設定されているため、静電引力によって
支軸１１に対してロータ１２が偏奇することがなく、ま
た伝達歯車１４、１５も対称な位置に設けられているた
め、ロータ２に対して概ね均等に負荷がかかり、スムー
ズに回転する。
３ｒの配置がロータ１２の回転中心に対して放射状でか
つ対称な位置に設定されているため、静電引力によって
支軸１１に対してロータ１２が偏奇することがなく、ま
た伝達歯車１４、１５も対称な位置に設けられているた
め、ロータ２に対して概ね均等に負荷がかかり、スムー
ズに回転する。
次に第３図（ａ）〜（ｎ）を用いてこの実施例の製作方
法を説明する。一般的な半導体製造方法を用いるので、
個々の手法の詳しい説明は省略し、製造のプロセスを示
すことにする。
法を説明する。一般的な半導体製造方法を用いるので、
個々の手法の詳しい説明は省略し、製造のプロセスを示
すことにする。
（ａ）まず単結晶シリコン（１００）基板２０の上に、
０．３μｍ厚の酸化膜（Ｓｉｎｇ）２１（斜線を施した
部分）を成長させる。ＳｉＯ２は、ド゛−フ●ト”シソ
つ７＋７シーλ ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｇｌａｓｓ）層を約４５
０℃で０． ３μｍ堆積させてもよい。基板は所定の
方法で洗浄および乾燥を行なう。
０．３μｍ厚の酸化膜（Ｓｉｎｇ）２１（斜線を施した
部分）を成長させる。ＳｉＯ２は、ド゛−フ●ト”シソ
つ７＋７シーλ ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｇｌａｓｓ）層を約４５
０℃で０． ３μｍ堆積させてもよい。基板は所定の
方法で洗浄および乾燥を行なう。
（ｂ）次に１μｍ厚の窒化シリコン（Ｓｉ３ＮＡ）層２
２（斜線を施した部分）をこの酸化膜（あるいはＰＳＧ
層）２１の上に堆積させる。酸化膜（あるいはＰＳＧ層
）２１とこの窒化シリコン層２２とにより、モータ形或
後の絶縁層とする。絶縁耐圧は５００Ｖ以上である。ま
たこの窒化シリコン層２２は、最終工程における緩衝フ
ッ酸による酸化膜（あるいはＰＳＧ層）の溶解時に、酸
化膜（あるいはＰＳＧ層）２１を保護する。ここでも洗
浄および乾燥を行なう。
２（斜線を施した部分）をこの酸化膜（あるいはＰＳＧ
層）２１の上に堆積させる。酸化膜（あるいはＰＳＧ層
）２１とこの窒化シリコン層２２とにより、モータ形或
後の絶縁層とする。絶縁耐圧は５００Ｖ以上である。ま
たこの窒化シリコン層２２は、最終工程における緩衝フ
ッ酸による酸化膜（あるいはＰＳＧ層）の溶解時に、酸
化膜（あるいはＰＳＧ層）２１を保護する。ここでも洗
浄および乾燥を行なう。
（ｃ）ここで０．３μｍ厚のＬＰＧＶＤ多結晶シリコン
層２３（斜線を施した部分）を、窒化シリコン層２２の
上に、６１０，〜６３０゜Ｃ程度で堆積させ、フォトリ
ソグラフィによって図のようにパターンニングする。
（以下、平面的な形状を示す図は省略するが、第１図に
示す形状であることは言うまでもない。）パターンニン
グはプラズマエッチングで行ない、酸素プラズマを使用
したフォトレジストストリッピングでマスクの除去を行
なう。この時、残留応力除去のためアニールを行なう。
層２３（斜線を施した部分）を、窒化シリコン層２２の
上に、６１０，〜６３０゜Ｃ程度で堆積させ、フォトリ
ソグラフィによって図のようにパターンニングする。
（以下、平面的な形状を示す図は省略するが、第１図に
示す形状であることは言うまでもない。）パターンニン
グはプラズマエッチングで行ない、酸素プラズマを使用
したフォトレジストストリッピングでマスクの除去を行
なう。この時、残留応力除去のためアニールを行なう。
この多結晶シリコン層２３が基準層１９であり、モータ
形成後の静電シールドになる。ここでも洗浄と乾燥を行
なう。なおこの多結晶シリコン層２３には、リンを拡散
することによって必要に応じて導電性を付与することが
できる。
形成後の静電シールドになる。ここでも洗浄と乾燥を行
なう。なおこの多結晶シリコン層２３には、リンを拡散
することによって必要に応じて導電性を付与することが
できる。
（ｄ）次に２．２μｍ厚の重量比８％のＬＰＧＶＤ／Ｐ
ＳＧ層２４（斜線を施した部分）を約４５０゜Ｃで堆積
させ、緩衝フッ酸による酸化物溶解で図のようにエッチ
ングを行なう。マスクの除去は酸素プラズマを使用した
フォトレジストストリッピングで行ない、洗浄と乾燥を
行なう。
ＳＧ層２４（斜線を施した部分）を約４５０゜Ｃで堆積
させ、緩衝フッ酸による酸化物溶解で図のようにエッチ
ングを行なう。マスクの除去は酸素プラズマを使用した
フォトレジストストリッピングで行ない、洗浄と乾燥を
行なう。
（ｅ）ここで１． ５ｔｌｍ厚のＬＰＧＶＤ多結晶シ
リコン層２５（斜線を施した部分）を、６１０〜６３０
″Ｃ程度で全面的に堆積させる。この多結晶シリコン層
２５が、第１図および第２図に示すロータ１２、電極１
３ａ〜１３ｉおよび１３ｊ〜１３ｒ１ 伝達歯車１４、
１５、そしてラック板１８になる。ここでも残留応力除
去のために再びアニールを行なう。なおこの多結晶シリ
コン層２５には、リンを拡散することによって必要に応
じて導電性を付与することができる。
リコン層２５（斜線を施した部分）を、６１０〜６３０
″Ｃ程度で全面的に堆積させる。この多結晶シリコン層
２５が、第１図および第２図に示すロータ１２、電極１
３ａ〜１３ｉおよび１３ｊ〜１３ｒ１ 伝達歯車１４、
１５、そしてラック板１８になる。ここでも残留応力除
去のために再びアニールを行なう。なおこの多結晶シリ
コン層２５には、リンを拡散することによって必要に応
じて導電性を付与することができる。
（ｆ）続いて０． １μｍの熱酸化膜２６（斜線を施
した部分）を多結晶シリコン層２５の上に成長させる。
した部分）を多結晶シリコン層２５の上に成長させる。
酸化膜２６は、重量比８％のＬＰＧＶＤ／ＰＳＧ層を、
約４５０″Ｃで０．１μｍ堆積させてもよい。この酸化
膜（あるいはＰＳＧ層）２６は、後のＲＩＥエッチング
の際の保護膜となる。
約４５０″Ｃで０．１μｍ堆積させてもよい。この酸化
膜（あるいはＰＳＧ層）２６は、後のＲＩＥエッチング
の際の保護膜となる。
（ｇ）ここで多結晶シリコン層２５（斜線を施した部分
）と、酸化膜（あるいはＰＳＧ層）２６（斜線を施した
部分）とを、プラズマエッチングによって図のようにパ
ターンニングし、第１図および第２図に示す略歯車形状
のロータ１２、所定の位置に配された電極１３ａ〜１３
ｉおよび１３ｊ〜１３ｒ１ 伝達歯車工４、工５、そし
てラック板１８の形状を作り出す。エンドポイントの検
出は、３０％オーバーエッチングで行ない、マスクの除
去は、酸素プラズマを使用したフォトレジストストリッ
ピングで行なう。また洗浄および乾燥を行ない、残留応
力除去のためのアニールを行なう。
）と、酸化膜（あるいはＰＳＧ層）２６（斜線を施した
部分）とを、プラズマエッチングによって図のようにパ
ターンニングし、第１図および第２図に示す略歯車形状
のロータ１２、所定の位置に配された電極１３ａ〜１３
ｉおよび１３ｊ〜１３ｒ１ 伝達歯車工４、工５、そし
てラック板１８の形状を作り出す。エンドポイントの検
出は、３０％オーバーエッチングで行ない、マスクの除
去は、酸素プラズマを使用したフォトレジストストリッ
ピングで行なう。また洗浄および乾燥を行ない、残留応
力除去のためのアニールを行なう。
（１〕）またＰＳＧ層２４（斜線を施した部分）を、緩
衝フッ酸による酸化物溶解で図のようにエッチングする
。マスクの除去は、酸素プラズマを使用したフォトレジ
ストストリッピングで行ない、洗浄、乾燥を行なう。
衝フッ酸による酸化物溶解で図のようにエッチングする
。マスクの除去は、酸素プラズマを使用したフォトレジ
ストストリッピングで行ない、洗浄、乾燥を行なう。
（ｉ）次に図のように０．３４μｍ厚の窒化シ’） ）
７ （Ｓ ｉａＮ４）層２７（斜線を施した部分）ン
層２７は、モータ形成時に第１図および第２図に示すロ
ータ１２と電極１３ａ〜Ｌ３ｆおよび１３ｊ〜１３ｒ１
また支軸１１（後に形成）との間の摩擦を軽減したり
、材料の脆性を補うための潤滑層となる。マスクの除去
は、酸素プラズマを使用したフォトレジストストリッピ
ングで行ない、洗浄の後、乾燥を行なう。
７ （Ｓ ｉａＮ４）層２７（斜線を施した部分）ン
層２７は、モータ形成時に第１図および第２図に示すロ
ータ１２と電極１３ａ〜Ｌ３ｆおよび１３ｊ〜１３ｒ１
また支軸１１（後に形成）との間の摩擦を軽減したり
、材料の脆性を補うための潤滑層となる。マスクの除去
は、酸素プラズマを使用したフォトレジストストリッピ
ングで行ない、洗浄の後、乾燥を行なう。
（ｊ）ここでＰＳＧ層２４（斜線を施した部分）を、プ
ラズマエッチングにより図のように孔明けを行なう。エ
ンドポイントの検出は、３０％オーバーエッチングで行
なう。マスクの除去は、酸素プラズマを使用したフォト
レジストストリッピングで行ない、洗浄と乾燥を行なう
。
ラズマエッチングにより図のように孔明けを行なう。エ
ンドポイントの検出は、３０％オーバーエッチングで行
なう。マスクの除去は、酸素プラズマを使用したフォト
レジストストリッピングで行ない、洗浄と乾燥を行なう
。
（ｋ）今度は同じＰＳＧ層２４（斜線を施した部分）を
、フォトリングラフィによりアンダーカットエッチング
する。アンダーカットは、緩衝フッ酸による時間管理の
酸化物溶解で行い、５０％オー ハー エッチにより２
μｍ程度とする。このアンダーカットによって第１図お
よび第２図に示す支軸１１（後に形成）に下フランジ部
１１ｂ（後に形成）を作り出すのである。マスクの除去
は、酸素プラズマを使用したフォトレジストストリッピ
ングで行ない、洗浄と乾燥を行なう。
、フォトリングラフィによりアンダーカットエッチング
する。アンダーカットは、緩衝フッ酸による時間管理の
酸化物溶解で行い、５０％オー ハー エッチにより２
μｍ程度とする。このアンダーカットによって第１図お
よび第２図に示す支軸１１（後に形成）に下フランジ部
１１ｂ（後に形成）を作り出すのである。マスクの除去
は、酸素プラズマを使用したフォトレジストストリッピ
ングで行ない、洗浄と乾燥を行なう。
（１）次に再び０． ５μｍ厚の重量比８％のＬＰＧ
ＶＤ／ＰＳＧ層２８（斜線を施した部分）を、約４５０
″Ｃで堆積させ、緩衝フッ酸による酸化物溶解で図のよ
うにエッチングを行なう。このエッチングによって、第
１図および第２図に示す伝達歯車ｌ４、ｌ５の支軸１６
、１７（後に形成）が窒化シリコン層２２に固定される
ための孔１６ａ１１７ａ（図示せず）を形成する。マス
クの除去は、酸素プラズマを使用したフォトレジストス
トリッピングで行ない、洗浄および乾燥を行なう。
ＶＤ／ＰＳＧ層２８（斜線を施した部分）を、約４５０
″Ｃで堆積させ、緩衝フッ酸による酸化物溶解で図のよ
うにエッチングを行なう。このエッチングによって、第
１図および第２図に示す伝達歯車ｌ４、ｌ５の支軸１６
、１７（後に形成）が窒化シリコン層２２に固定される
ための孔１６ａ１１７ａ（図示せず）を形成する。マス
クの除去は、酸素プラズマを使用したフォトレジストス
トリッピングで行ない、洗浄および乾燥を行なう。
（ｍ）そして同じ＜ＰＳＧ層２８（斜線を施した部分）
に、プラズマエッチングにより図のように中心部の孔明
けを行なう。この孔１１ａによって後に形成する、第１
図および第２図に示す支軸１１を基準層ｌ９に固定する
ことができる。工冫ドポイントの検出は、３０％オーバ
ーエッチングで行ない、マスクの除去は、酸素プラズマ
を使用したフォトレジストストリッピングで行なう。ま
た洗ゆ、乾燥を行なう。
に、プラズマエッチングにより図のように中心部の孔明
けを行なう。この孔１１ａによって後に形成する、第１
図および第２図に示す支軸１１を基準層ｌ９に固定する
ことができる。工冫ドポイントの検出は、３０％オーバ
ーエッチングで行ない、マスクの除去は、酸素プラズマ
を使用したフォトレジストストリッピングで行なう。ま
た洗ゆ、乾燥を行なう。
（ｎ）この状態で１μｍ厚のＬ Ｐ Ｃ Ｖ ．Ｄ多結
晶シリコン層２９（斜線を施した部分）を、６１０〜６
３０゜Ｃ程度で堆積させ、プラズマエッチングを行なっ
て第１図および第２図に示す各支軸Ｉ Ｌ１６、１７を
作る。マスクの除去は、酸素プラズマを使用したフォト
レジストストリッピングで行ない、浣浄と乾燥を行なう
。また残留応力除去のためにアニールを行なう。なおこ
の多結晶シリコン層２９には、リンを拡散することによ
って必要に応じて導電性を付与することができる。
晶シリコン層２９（斜線を施した部分）を、６１０〜６
３０゜Ｃ程度で堆積させ、プラズマエッチングを行なっ
て第１図および第２図に示す各支軸Ｉ Ｌ１６、１７を
作る。マスクの除去は、酸素プラズマを使用したフォト
レジストストリッピングで行ない、浣浄と乾燥を行なう
。また残留応力除去のためにアニールを行なう。なおこ
の多結晶シリコン層２９には、リンを拡散することによ
って必要に応じて導電性を付与することができる。
（ｏ）最後にＰＳＧ層（あるいは酸化膜）２４、２６、
２８を緩衝フッ酸で溶解して多結晶シリコン層による可
動物を形成することにより第ｌ図および第２図に示すよ
うな構成が作製できる。
２８を緩衝フッ酸で溶解して多結晶シリコン層による可
動物を形成することにより第ｌ図および第２図に示すよ
うな構成が作製できる。
以上のようにこの実施例によれば、略歯車形状であるロ
ータ１２と、この外側にロータ１２の歯形に対向して放
射状でかつ円周上の所定の部分が欠落した状態で配置さ
れた電極１３ａ”１３ｉおよび１３ｊ〜１３ｒと、電極
１３ａ〜１３ｉおよび１３ｊ〜１３ｒの欠落部でロータ
１２に歯合するように構成された伝達歯車１４を設ける
ことにより、 回転するロータｔ２と伝達歯車１４とが直接歯合するこ
とができるため、この伝達歯車１４を介して外部にロー
タｌ２の回転駆動力を簡単に取り出すことができる。ま
た図に明らかなように各部品が平面的に構成されている
ため、容易に半導体製造方法によって製作できる。
ータ１２と、この外側にロータ１２の歯形に対向して放
射状でかつ円周上の所定の部分が欠落した状態で配置さ
れた電極１３ａ”１３ｉおよび１３ｊ〜１３ｒと、電極
１３ａ〜１３ｉおよび１３ｊ〜１３ｒの欠落部でロータ
１２に歯合するように構成された伝達歯車１４を設ける
ことにより、 回転するロータｔ２と伝達歯車１４とが直接歯合するこ
とができるため、この伝達歯車１４を介して外部にロー
タｌ２の回転駆動力を簡単に取り出すことができる。ま
た図に明らかなように各部品が平面的に構成されている
ため、容易に半導体製造方法によって製作できる。
なお、この実施例において出力にラック板１８を用いた
が、普通の歯車でもかまわないし、この段階からさらに
原則機構などを使用することも可能であるこｔは言うま
でもない。
が、普通の歯車でもかまわないし、この段階からさらに
原則機構などを使用することも可能であるこｔは言うま
でもない。
発明の効果
以上説明したように、本発明の構成によれば、新規にマ
イクロマシンの駆動源となり得る静電型マイクロモータ
の駆動力伝達装置を提供することができ、また、前記構
成によれば半導体製造方法を用いることができ、小型軽
量化や量産性、高信頼性をはかれる。
イクロマシンの駆動源となり得る静電型マイクロモータ
の駆動力伝達装置を提供することができ、また、前記構
成によれば半導体製造方法を用いることができ、小型軽
量化や量産性、高信頼性をはかれる。
第ｌ図は本発明の実施例における静電型マイクロモータ
の駆動力伝達装置の平面図、第２図は同実施例のＹ−Ｙ
断面図、第３図は同実施例の製作説明図、第４図は従来
の静電型マイクロモータ装置の平面図、第５図は同装置
の断面図である。 １２・・・ロータ、 １３ａ〜１３ｒ・・・電極、 １
４、１５・・・伝達歯車。
の駆動力伝達装置の平面図、第２図は同実施例のＹ−Ｙ
断面図、第３図は同実施例の製作説明図、第４図は従来
の静電型マイクロモータ装置の平面図、第５図は同装置
の断面図である。 １２・・・ロータ、 １３ａ〜１３ｒ・・・電極、 １
４、１５・・・伝達歯車。
Claims (6)
- （１）略歯車形状であるロータと、このロータの外側に
前記ロータの歯形に対向して放射状でかつ円周上の所定
の部分が欠落した状態で配置された複数の電極と、前記
電極の欠落部で前記ロータに歯合するように構成された
伝達歯車を備えたことを特徴とする静電型マイクロモー
タの駆動力伝達装置。 - （２）電極の数は、欠落部がなければｎを整数としてロ
ータの歯数のｎ倍となるように設定されており、かつ前
記欠落部に含まれる電極の数は前記ｎの整数倍であるこ
とを特徴とする請求項１記載の静電型マイクロモータの
駆動力伝達装置。 - （３）電極の欠落部が、ロータの回転中心に対して対称
になるように構成されていることを特徴とする請求項１
記載の静電型マイクロモータの駆動力伝達装置。 - （４）伝達歯車が、電極の欠落部と同様にロータの回転
中心に対して少なくともその個数において対称になるよ
うに構成されていることを特徴とする請求項３記載の静
電型マイクロモータの駆動力伝達装置。 - （５）伝達歯車は、ロータより歯数が少ないことを特徴
とする請求項３記載の静電型マイクロモータの駆動力伝
達装置。 - （６）伝達歯車が絶縁物質で構成されていることを特徴
とする請求項３記載の静電型マイクロモータの駆動力伝
達装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155365A JPH078149B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 静電型マイクロモータの駆動力伝達装置 |
| EP90306271A EP0403179B1 (en) | 1989-06-16 | 1990-06-08 | Electrostatic micro-motor apparatus |
| DE90306271T DE69004624T2 (de) | 1989-06-16 | 1990-06-08 | Elektrostatische Mikromotorvorrichtung. |
| US07/535,566 US5013954A (en) | 1989-06-16 | 1990-06-11 | Electrostatic micro-motor apparatus |
| KR1019900008839A KR930001801B1 (ko) | 1989-06-16 | 1990-06-15 | 정전형 마이크로 모우터의 구동력 전달장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155365A JPH078149B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 静電型マイクロモータの駆動力伝達装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322885A true JPH0322885A (ja) | 1991-01-31 |
| JPH078149B2 JPH078149B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15604329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1155365A Expired - Fee Related JPH078149B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 静電型マイクロモータの駆動力伝達装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5013954A (ja) |
| EP (1) | EP0403179B1 (ja) |
| JP (1) | JPH078149B2 (ja) |
| KR (1) | KR930001801B1 (ja) |
| DE (1) | DE69004624T2 (ja) |
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| EP3150249A1 (en) | 2005-10-25 | 2017-04-05 | Hamamatsu Photonics K. K. | Catheter, examination system and thrombus removing device |
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| ATE495481T1 (de) * | 2006-11-13 | 2011-01-15 | Eta Sa Mft Horlogere Suisse | Mems-mikromotor und mit diesem mikromotor ausgerüstete uhr |
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- 1990-06-11 US US07/535,566 patent/US5013954A/en not_active Expired - Lifetime
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