JPH078149B2 - 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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- JPH078149B2 JPH078149B2 JP1155365A JP15536589A JPH078149B2 JP H078149 B2 JPH078149 B2 JP H078149B2 JP 1155365 A JP1155365 A JP 1155365A JP 15536589 A JP15536589 A JP 15536589A JP H078149 B2 JPH078149 B2 JP H078149B2
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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
-
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- 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
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- H—ELECTRICITY
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- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
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- 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
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、例えばTai
らの論文（アイシープロセツスド マイクロ モータ
ズ：デザイン′デクノロジイ アンド テスティング”
プロシーディングス オブ アイイーイーイー マイク
ロ エレクトロ メカニカル システムズ ワークショ
ップ フェブ．“IC-Processed Micro-Motors（:Desig
n,Technology,and Testing"Proceeding of IEEE Micro
Electro Mechanical Systems Workshop Feb1989）に示
されている。
らの論文（アイシープロセツスド マイクロ モータ
ズ：デザイン′デクノロジイ アンド テスティング”
プロシーディングス オブ アイイーイーイー マイク
ロ エレクトロ メカニカル システムズ ワークショ
ップ フェブ．“IC-Processed Micro-Motors（:Desig
n,Technology,and Testing"Proceeding of IEEE Micro
Electro Mechanical Systems Workshop Feb1989）に示
されている。
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、エッチングやリソグラフィなどの半
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、3a〜3l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3a、3d、3g、3jの組合せと、3b、
3e、3h、3kの組合せ、そして3c、3f、3i、3lの組合せで
ある。
を示すものであり、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、3a〜3l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3a、3d、3g、3jの組合せと、3b、
3e、3h、3kの組合せ、そして3c、3f、3i、3l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1b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3a、3g（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3a、3g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（Si3N4）の幕が付られてい
る。
ロータ２は支軸１の上フランジ部1aと下フランジ部1b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3a、3g（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3a、3g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（Si3N4）の幕が付られてい
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〜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3a、3d、3g、3jの組合せ、
次に3b、3e、3h、3kの組合せ、そして3c、3f、3l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〜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3a、3d、3g、3jの組合せ、
次に3b、3e、3h、3kの組合せ、そして3c、3f、3l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。
発明の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
マイクロマシ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
マイクロマシ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、また伝達歯車も電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、また伝達歯車も電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18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、13g、13j、13
m、13pの組合せと、13b、13e、13h、13k、13n、13qの組
合せ、そして13c、13f、13i、13l、13o、13r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18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。
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18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、13g、13j、13
m、13pの組合せと、13b、13e、13h、13k、13n、13qの組
合せ、そして13c、13f、13i、13l、13o、13r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18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12は支
軸11の上フランジ部11aと下フランジ部11b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1
4（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）もロータ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1
2、電極13a〜13iおよび13j〜13r、伝達歯車14、15およ
びそれらの支軸16、17、そしてラック板18および基準層
19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12a、第１図で斜線を施した外周部1
2b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（Si3N4）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12は支
軸11の上フランジ部11aと下フランジ部11b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1
4（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）もロータ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1
2、電極13a〜13iおよび13j〜13r、伝達歯車14、15およ
びそれらの支軸16、17、そしてラック板18および基準層
19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12a、第１図で斜線を施した外周部1
2b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（Si3N4）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13j〜13r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13a、13d、13g、1
3j、13m、13pの組合せ、次に13b、13e、13h、13k、13
n、13pの組褪せ、そして13c、13f、13i、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Z1、Z2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。
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13j〜13r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13a、13d、13g、1
3j、13m、13pの組合せ、次に13b、13e、13h、13k、13
n、13pの組褪せ、そして13c、13f、13i、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Z1、Z2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13a〜13iおよび13j〜13r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
の偏奇することがなく、また伝達歯者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。
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
の偏奇することがなく、また伝達歯者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
法に説明する。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。
法に説明する。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、0.3μ
ｍ厚の酸化膜（SiO2）21（斜線を施した部分）を成長さ
せる。SiO2は、重量比８％のLPCVD/PSG（（フォスフォ
ラスドープド シリコン グラス）Phosphorus-doped s
ilicon glass）相を約450℃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。
ｍ厚の酸化膜（SiO2）21（斜線を施した部分）を成長さ
せる。SiO2は、重量比８％のLPCVD/PSG（（フォスフォ
ラスドープド シリコン グラス）Phosphorus-doped s
ilicon glass）相を約450℃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（Si3N4）層22（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、モータ形成後の絶縁層とす
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。
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、モータ形成後の絶縁層とす
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LPCVD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、610〜6
30℃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。
線を施した部分）を、窒化シリコン層22の上に、610〜6
30℃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。
（ｄ）次に2.2μｍ厚の重量比８％のLPCVD/PSG層24（斜
線を施した部分）を約450℃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。
線を施した部分）を約450℃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1.5μｍ厚のLPCVD多結晶シリコン層25（斜
線を施した部分）を、610〜630℃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13a〜13iおよび13j〜13r、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。
線を施した部分）を、610〜630℃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13a〜13iおよび13j〜13r、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。酸化膜26
は、重量比８％のLPCVD/PSG層を、約450℃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。
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LPCVD/PSG層を、約450℃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〜13iおよび13j〜13
r、伝達歯車14、15、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〜13iおよび13j〜13
r、伝達歯車14、15、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。
（ｈ）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。
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厚の窒化シリコン（Si3N
4）層27（斜線を施した部分）を堆積させる。パターン
ニングは、RIE（（リアクティブ イオン エッチド）r
eactive-ion-etched）で行なうが、この窒化シリコン層
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〜13iおよび13j〜13r、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。
4）層27（斜線を施した部分）を堆積させる。パターン
ニングは、RIE（（リアクティブ イオン エッチド）r
eactive-ion-etched）で行なうが、この窒化シリコン層
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〜13iおよび13j〜13r、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。
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
ォトリソ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％オーバーエッチにより２μｍ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。
ォトリソ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％オーバーエッチにより２μｍ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。
（ｌ）次に再び0.5μｍ厚の重量比８％のLPCVD/PSG層28
（斜線を施した部分）を、約450℃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14、15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16a、17a（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。
（斜線を施した部分）を、約450℃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14、15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16a、17a（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）そして同じくPSG層28（斜線を施した部分）に、
プラズマエッチッ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19に固定することができ
る。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、乾燥
を行なう。
プラズマエッチッ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19に固定することができ
る。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、乾燥
を行なう。
（ｎ）この状態で１μｍ厚のLPCVD多結晶シリコン層29
（斜線を施した部分）を、610〜630℃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11、16、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、洗浄と乾燥を行なう。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。
（斜線を施した部分）を、610〜630℃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11、16、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、洗浄と乾燥を行なう。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１図および第２図に示すような構成
が作製できる。
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１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の歯形に対抗して放射状
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13
j〜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12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12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の歯形に対抗して放射状
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13
j〜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12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12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とは言うま
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とは言うま
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１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、14、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、14、15……伝達歯
車。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−114871（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−246781（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−2588（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4740410（ＵＳ，Ａ) 米国特許3629624（ＵＳ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｔｒａｒｓａｃｔｉｏｎ ｏ ｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ, Ｖｏｌ．35，Ｎｏ．６，Ｐ．724〜730, 1988 Ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ｔｉｍｅ ｓ，Ｊｕｌ．26，1988．ＰＰ．ｃｌａｎｄ ｃ12
Claims (6)
- 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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 |
| DE90306271T DE69004624T2 (de) | 1989-06-16 | 1990-06-08 | Elektrostatische Mikromotorvorrichtung. |
| EP90306271A EP0403179B1 (en) | 1989-06-16 | 1990-06-08 | Electrostatic micro-motor apparatus |
| 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 JPH0322885A (ja) | 1991-01-31 |
| JPH078149B2 true 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4611592B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2011-01-12 | 孝 西 | 歯車の作成方法 |
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| JP3060639B2 (ja) * | 1991-09-05 | 2000-07-10 | 日本電気株式会社 | 微小可動機械の製造方法 |
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| EP1921520B1 (fr) | 2006-11-13 | 2009-01-28 | ETA SA Manufacture Horlogère Suisse | Module d'entraînement comportant un micromoteur MEMS, procédé de fabrication de ce module, et pièce d'horlogerie équipée de ce module |
| DE602006015662D1 (de) | 2006-11-13 | 2010-09-02 | Eta Sa Mft Horlogere Suisse | Anordnung zur mechanischen Verbindung eines MEMS-Mikromotors mit einem Uhrrädchen und diese Anordnung umfassende Uhr |
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-
1989
- 1989-06-16 JP JP1155365A patent/JPH078149B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1990
- 1990-06-08 EP EP90306271A patent/EP0403179B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-08 DE DE90306271T patent/DE69004624T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-11 US US07/535,566 patent/US5013954A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-15 KR KR1019900008839A patent/KR930001801B1/ko not_active IP Right Cessation
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