JPH09314483A

JPH09314483A - マイクロマニピュレータ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09314483A
Application number: JP13539796A
Authority: JP
Inventors: Koichi Itoigawa; 貢一糸魚川; Hitoshi Iwata; 仁岩田
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1997-12-09
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: JP3764207B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微小な対象物を確実にハンドリングすることが
できるマイクロマニピュレータを提供することを目的と
する。【解決手段】対象物Ｗをハンドリングするハンドリング
部１６，１７の相対向する側面１６ａ，１７ａには、複
数のマイクロピラミッド２２，２３がそれぞれ設けられ
ている。各マイクロピラミッド２２，２３は、八角錐台
状に形成され、それらマイクロピラミッド２２，２３に
よって対象物Ｗは、ハンドリング部１６，１７の側面１
６ａ，１７ａから離間され、対象物Ｗとハンドリング部
１６，１７との間に作用するファンデルワールス力が低
減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微小な対象物のハン
ドリングが可能なマイクロマニピュレータ及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１９に示すように、マイクロマ
シンの組み立て等に使用されるマイクロマニピュレータ
５１は、微小な対象物Ｗを挟持し、目的の場所にハンド
リングするようになっている。また、マイクロマニピュ
レータ５１には、その力を検知するためにバルクの歪み
ゲージ５２が取着されている。歪みゲージ５２は、マイ
クロマニピュレータ５１の一方（又は両方）に固着さ
れ、そのマニピュレータ５１の撓みに応じた電気信号を
検出信号として出力する。この歪みゲージから出力され
る検出信号に基づいて、マニピュレータ５１の力（挟持
力）を検知することができるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、微小な対象
物Ｗは、その大きさがミクロンオーダー程度であるた
め、分子間力（ファンデルワールス力）や静電気力等の
影響によって、マイクロマニピュレータ５１に付着して
しまう。その結果、対象物Ｗを目的の場所に移動させて
も、対象物Ｗはマニピュレータ５１から離れないので、
対象物Ｗをハンドリングすることができなくなるという
問題があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、微小な対象物を確実に
ハンドリングすることができるマイクロマニピュレータ
を提供することにある。また、そのようなマイクロマニ
ピュレータの製造方法を提供することができる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、微小な対象物をハンドリ
ングするためのマイクロマニピュレータであって、前記
対象物を把持する一対の指部材と、前記一対の指部材の
うちの少なくとも一方に形成され、前記対象物を把持す
る力を検知するための拡散歪みゲージと、前記一対の指
部材の先端の相対向する面に形成され、前記対象物をそ
れらの面から離間して把持する突部とを備えたことを要
旨とする。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のマイクロマニピュレータにおいて、前記突部の表面に
は、導電性の金属膜が形成されたことを要旨とする。請
求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のマイク
ロマニピュレータにおいて、前記指部材は、先端が斜め
に成形されてハンドリング部が形成され、前記突部はハ
ンドリング部の相対向する面に形成されて前記対象物を
面から離間して把持するようにしたことを要旨とする。

【０００７】請求項４に記載の発明は、指部材となる単
結晶シリコン基板の表面側に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜の所定領域に窓を形成し、その窓から不純物
を添加することによって拡散歪みゲージを形成する工程
と、前記酸化膜に窓を形成し、その窓から前記単結晶シ
リコン基板をエッチングすることによって突部を形成す
る工程とから構成される。

【０００８】請求項５に記載の発明は、指部材となる単
結晶シリコン基板の表面側に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜の所定領域に窓を形成し、その窓から不純物
を添加することによって拡散歪みゲージを形成する工程
と、前記酸化膜に窓を形成し、その窓から前記単結晶シ
リコン基板をエッチングすることによって突部を形成す
る工程と、前記突部の表面に導電性の金属膜を形成する
工程とから構成される。

【０００９】従って、請求項１に記載の発明によれば、
対象物を把持する一対の指部材の先端の相対向する面に
は突部が形成され、その突部によって対象物がそれらの
面から離間されて把持される。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、突部の表
面には、導電性の金属膜が形成される。請求項３に記載
の発明によれば、指部材は、先端が斜めに成形されてハ
ンドリング部が形成され、ハンドリング部の相対向する
面に突部が形成されて対象物が面から離間されて把持さ
れる。

【００１１】請求項４に記載の発明によれば、指部材と
なる単結晶シリコン基板の表面側に酸化膜が形成され、
酸化膜の所定領域に窓が形成され、その窓から不純物を
添加することによって拡散歪みゲージが形成される。ま
た、酸化膜に窓が形成され、その窓から単結晶シリコン
基板がエッチングされて突部が形成される。

【００１２】請求項５に記載の発明によれば、指部材と
なる単結晶シリコン基板の表面側に酸化膜が形成され、
酸化膜の所定領域に窓が形成され、その窓から不純物を
添加することによって拡散歪みゲージが形成される。ま
た、酸化膜に窓が形成され、その窓から単結晶シリコン
基板がエッチングされて突部が形成され、その突部の表
面に導電性の金属膜が形成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図１８に従って説明する。図４に示すよ
うに、マイクロマニピュレータ（以下、単にマニピュレ
ータという）１１には、一対のアームＡ１，Ａ２が設け
られている。アームＡ１，Ａ２にはそれぞれ支持部材１
２，１３が設けられている。支持部材１２，１３は、図
示しないアクチュエータによって微小（数ミクロン〜数
十ミクロン程度）な対象物Ｗを挟む方向（図２の矢印方
向）に駆動操作されるようになっている。支持部材１
２，１３の先端には、対象物Ｗを把持する指部材１４，
１５がそれぞれ取着されている。

【００１４】指部材１４，１５は、面方位（１００）の
単結晶シリコンよりなり、それぞれ同一で対象物Ｗに対
して対称の薄板状に形成されている。指部材１４は支持
部材１２を構成する部材１２ａ，１２ｂ間に挟み込まれ
て取着固定され、指部材１５は支持部材１３を構成する
部材１３ａ，１３ｂ間に挟み込まれて取着固定されてい
る。

【００１５】両指部材１４，１５は、例えば機械的加工
（ダイシング）によって短冊状でその先端が斜めにカッ
トされてそれぞれハンドリング部１６，１７が形成され
ている。ハンドリング部１６，１７は、平面上に置かれ
た対象物Ｗを挟持するハンドリング領域を拡大するため
に形成されている。即ち、マニピュレータ１１は、ハン
ドリング部１６，１７の傾きに対応して斜めに支持さ
れ、対象物Ｗを挟持するようになっている。

【００１６】図１（ａ）に示すように、一方の指部材１
４の側面１４ａには、その先端から所定位置に拡散歪み
ゲージ１８が形成されている。拡散歪みゲージ１８は、
配線パターン１９を介してパッド２０に接続され、その
パッド２０は、図示しない配線を介してマイクロマニピ
ュレータ１１を駆動制御する駆動装置に接続されてい
る。

【００１７】また、図１（ｂ）に示すように、一方の指
部材１４には、その外側面１４ｂ側から異方性エッチン
グ等の方法によって、面方位（１００）に対応する角度
で凹設（エッチング）されて薄肉部２１が形成されてい
る。薄肉部２１は、マニピュレータ１１を駆動操作して
対象物Ｗを挟んだ場合に指部材１４が薄肉部２１から撓
んで、マニピュレータ１１の力を検知し易くするために
形成されている。

【００１８】拡散歪みゲージ１８は、マニピュレータ１
１の力によって指部材１４と共に撓み、その撓みの応力
に応じた電気信号を検出信号として出力する。そして、
指部材１４、拡散歪みゲージ１８、及び、薄肉部２１に
よって、マニピュレータ１１の力を検知する力センサが
構成されている。即ち、指部材１４，１５は、対象物Ｗ
を把持するとともに、力センサによって対象物Ｗを把持
する力を検知することが可能な構成となっている。

【００１９】拡散歪みゲージ１８は、指部材１４がマニ
ピュレータ１１の操作によって撓む場合に、その撓みの
最も大きい位置に形成されている。従って、拡散歪みゲ
ージ１８は、マニピュレータ１１の力を最も良く検出
し、その力に応じた電気信号を検出信号として出力す
る。また、拡散歪みゲージ１８は方位＜１１０＞に形成
されている。この方位＜１１０＞に形成された拡散歪み
ゲージ１８は、出力する電気信号がの電圧が最も大きく
なる。従って、拡散歪みゲージ１８は、指部材１４の撓
みの応力、即ち、マニピュレータ１１の力の検出感度が
最も大きくなる。

【００２０】指部材１４を製造する場合、先ず、面方位
（１００）のシリコンウェハ（図示せず）を用意する。
そのシリコンウェハの表面側には拡散歪みゲージ１８を
形成し、裏面側からエッチングによって薄肉部２１を形
成する。次に、拡散歪みゲージ１８及び薄肉部２１を形
成したシリコンウェハを短冊状に機械的加工（ダイシン
グ）して指部材１４が形成される。

【００２１】従って、拡散歪みゲージ１８は、従来のバ
ルクの歪みゲージ５２のように指部材１４に取着する必
要がない。また、拡散歪みゲージ１８の位置は、指部材
１４の先端から一定の位置となり、精度良く形成するこ
とができる。従って、拡散歪みゲージ１８から出力され
る検出信号は、各指部材１４毎のばらつきがなくなる。

【００２２】また、拡散歪みゲージ１８は、従来のバル
クの歪みゲージ５２に比べて小さく形成することができ
るので、指部材１４の先端付近に形成することができ
る。また、指部材１４には、薄肉部２１を形成し、その
指部材１４の撓みによって拡散歪みゲージ１８が撓むよ
うにした。その結果、従来のバルクの歪みゲージ５２を
用いたマニピュレータ５１に比べて、その力の検出感度
が高くなる。

【００２３】平面上に置かれた対象物Ｗをハンドリング
する場合、ハンドリング部１６，１７を平面と略平行と
なるようにマニピュレータ１１を斜めに支持することに
よって、ハンドリング部２４，２５のどの部分でも対象
物Ｗをハンドリングすることができる。従って、本実施
の形態のマニピュレータ１１は、対象物Ｗをハンドリン
グする領域、所謂ハンドリング面積が広くなる。

【００２４】図２に示すように、ハンドリング部１６，
１７の相対向する側面１６ａ，１７ａには、複数のマイ
クロピラミッド２２，２３がそれぞれ設けられている。
マイクロピラミッド２２，２３は、ハンドリング部１
６，１７と対象物Ｗとの間に作用するファンデルワール
ス力を低減するために設けられている。

【００２５】図３（ａ），（ｂ）に示すように、各マイ
クロピラミッド２２，２３は、八角錐台状に形成されて
いる。また、各マイクロピラミッド２２，２３は、所定
の間隔で縦方向（図３（ａ）において上下方向）及び横
方向（図３（ａ）において左右方向）に等間隔で並べて
形成されている。図２に示すように、マイクロピラミッ
ド２２（２３）は、対象物Ｗをハンドリング部１６（１
７）の側面１６ａ（１７ａ）から離間するように高さ及
び間隔が設定されている。

【００２６】尚、実際には、後述するエッチング方法に
よってハンドリング部１６，１７の側面１６ａ，１７ａ
の所定領域をエッチングして除去することによってマイ
クロピラミッド２２，２３が形成されている。また、マ
イクロピラミッド２２，２３の表面は、後述する成膜法
によって白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）等の導電性の金属に
より被膜され、ファンデルワールス力の作用が更に低減
されている。

【００２７】一般に、ファンデルワールス力は、分子間
に働く力であるが、マクロな物体が近接したときにも生
じる電磁気学的力である。球−平面間の相互作用力、即
ち、対象物Ｗとハンドリング部１６，１７の側面１６
ａ，１７ａとの間の相互作用力Ｆvdw は、対象物Ｗの球
径：ｄ、対象物Ｗと側面１６ａ，１７ａとの間の距離：
Ｚ、定数：Ｈとすると、

【数１】で表される。いま、平面にｂの粗さを持たせると、（数
１）は、

【数２】のように近似される。（数２）から明らかなように、粗
さｂにより、ファンデルワールス力Ｆが平面の場合の相
互作用力Ｆvdw に比べて小さくなる。そして、平面に対
する粗さｂは、側面１６ａ，１７ａにそれぞれ形成され
たマイクロピラミッド２２，２３の高さとなるため、マ
イクロピラミッド２２，２３によってハンドリング部１
６，１７と対象物Ｗとの間に作用するファンデルワール
ス力が低減される。尚、上記の（数１）（数２）は、
（オーム社刊、新体系化学工学微粒子工学、奥山他２名
著）に述べられている。

【００２８】図５は、上記のマイクロピラミッド２２，
２３の効果を確認するための遠心型付着装置の概略図で
ある。この装置は、指部材１４をハンドリング部１６の
側面１６ａと平行な面でモータＭにより回転させ、その
指部材１４上に載置された対象物Ｗ２に遠心力を与える
ものである。対称物Ｗ２としては、所定の大きさの物
質、例えば、直径３０ミクロンのシリカ球を用いた。遠
心力が与えられた対象物Ｗ２は、ハンドリング部１６と
の間のファンデルワールス力の作用が大きいほどハンド
リング部１６上の残存数が多く、逆にファンデルワール
ス力の作用が小さいほど残存数がすくなくなる。

【００２９】図６は、上記の装置による試験の結果を示
す特性図である。この試験には、マイクロピラミッド２
２を形成していない指部材と、マイクロピラミッド２２
が形成されているが導電性の金属で被膜していない指部
材と、本実施の形態の導電性の金属で被膜したマイクロ
ピラミッド２２を有する指部材１４を用いた。図中、ラ
インＬ１はマイクロピラミッド２２を形成していない指
部材、ラインＬ２はマイクロピラミッド２２が形成され
ているが導電性の金属で被膜していない指部材、ライン
Ｌ３は本実施の形態の導電性の金属で被膜したマイクロ
ピラミッド２２を有する指部材１４の特性を示してい
る。尚、縦軸は対象物Ｗ２の残存率、横軸は対象物Ｗ２
に与えられる遠心力を示している。

【００３０】図６から明らかなように、マイクロピラミ
ッド２２を形成した指部材のほうが、マイクロピラミッ
ド２２を形成していない指部材に比べて対象物Ｗの残存
率が低い。また、遠心力が小さい領域では、導電性の金
属で被膜していないマイクロピラミッドに比べて、導電
性の金属で被膜したマイクロピラミッド２２の方が対象
物Ｗの残存率が低い。即ち、導電性の金属で被膜したマ
イクロピラミッド２２は他に比べてファンデルワールス
力の作用が小さい。従って、上記の指部材１４，１５を
用いたマイクロマニピュレータ１１により対象物Ｗをハ
ンドリングする場合、その対称物Ｗは指部材１４，１５
のハンドリング部１６，１７に付着しにくい。

【００３１】次に、上記の指部材１４の製造工程を図７
〜図１８に従って説明する。尚、図７〜図１８は、製造
工程を判りやすくするために、指部材１４の寸法を適宜
変更してある。

【００３２】先ず、図７に示すように、ｐ型単結晶シリ
コンよりなるシリコン基板３１の上面に酸化膜（ＳｉＯ
₂膜）３２を形成する。次に、図８に示すように、酸化
膜３２の所定領域にフォトリソグラフィによって拡散歪
みゲージ１８に対応する大きさの窓３２ａを形成する。
その窓３２ａからイオン注入等によってシリコン基板３
１にほう素を打ち込み、更にそのほう素を熱拡散させ
る。この結果、図９に示すように、後に指部材１４の側
面１４ａとなる面に拡散歪みゲージ１８が形成される。

【００３３】次に、図１０に示すように、シリコン基板
３１を酸化させて拡散歪みゲージ１８の上面に酸化膜３
３を形成する。次に、図１１（ａ）（ｂ）に示すよう
に、酸化膜３２にフォトリソグラフィによって後にハン
ドリング部１６となる領域に井桁状の窓３２ｂを形成す
る。この窓３２ｂによって、後にマイクロピラミッド２
２となる場所に、矩形状の酸化膜３２が残される。

【００３４】次いで、図１２に示すように、窓３２ｂか
らＴＭＡＨやＫＯＨ等のエッチング液を用いて異方性エ
ッチングによってシリコン基板３１をエッチングするこ
とにより、８角錐状の突部３４が形成される。また、エ
ッチング時間を適宜設定することによって、エッチング
深さ、即ち、突部３４を後のマイクロピラミッド２２の
高さに対応させて形成する。

【００３５】次に、図１３に示すように、拡散歪みゲー
ジ１８上の酸化膜３３にコンタクトのための窓３３ａを
所定位置に形成する。また、突部３４上の酸化膜３２を
除去する。この酸化膜３２の除去によって、図１４
（ａ）（ｂ）に示すように、シリコン基板３１上に縦横
に配列した８角錐状の突部３４が形成される。

【００３６】次に、図１５に示すように、シリコン基板
３１の上面にアルミニウム（Ａｌ）をスパッタリングや
真空蒸着等により堆積させた後、フォトリソグラフィを
行うことで、拡散歪みゲージ１８に接続された配線パタ
ーン１９及びパッド２０（図１５では図示せず）を形成
する。次いで、図１６に示すように、ＣＶＤ等によって
ＳｉＮやＳi₃Ｎ₄等を堆積させることにより、シリコン
基板３１の上面にパッシベーション膜３５を形成し、配
線パターン１９等と突部３４を被覆する。

【００３７】次に、図１７に示すように、後にハンドリ
ング部１６となる領域の上面に、スパッタリングや蒸着
等によって導電性のプラチナ（Ｐｔ）等よりなる金属膜
３６を形成する。この金属膜３６とパッシベーション膜
３５が上面に形成された突部３４によって、マイクロピ
ラミッド２２が形成される。

【００３８】次に、図１８に示すように、シリコン基板
３１の裏面に酸化膜３７を形成し、フォトリソグラフィ
によって酸化膜３７に窓３７ａを形成する。その窓３７
ａから異方性エッチングによってシリコン基板３１を裏
面からエッチングすることによって、薄肉部２１を形成
する。

【００３９】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の効果を奏する。（１）対象物Ｗをハンドリングするハンドリング部１
６，１７の相対向する側面１６ａ，１７ａには、複数の
マイクロピラミッド２２，２３がそれぞれ設けられてい
る。各マイクロピラミッド２２，２３は、八角錐台状に
形成され、それらマイクロピラミッド２２，２３によっ
て対象物Ｗは、ハンドリング部１６，１７の側面１６
ａ，１７ａから離間され、対象物Ｗとハンドリング部１
６，１７との間に作用するファンデルワールス力が低減
される。その結果、対象物Ｗがハンドリング部１６，１
７に付着しにくくなるので、その対象物Ｗを確実に目的
の場所にハンドリングすることができる。

【００４０】（２）マイクロピラミッド２２，２３の表
面は、白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）等の導電性の金属によ
り被膜され、ファンデルワールス力の作用が更に低減さ
れる。その結果、対象物Ｗがハンドリング部１６，１７
に更に付着しにくくなるので、その対象物Ｗを確実に目
的の場所にハンドリングすることができる。

【００４１】（３）マニピュレータ１１を構成する支持
部材１２，１３の先端に、拡散歪みゲージ１８及び薄肉
部２１を形成した単結晶シリコンよりなる指部材１４を
取着した。マニピュレータ１１によって対象物Ｗを挟ん
だ時に、指部材１４は、薄肉部２１の部分で撓み、その
撓みによる応力を拡散歪みゲージ１８が検知して撓みに
応じた電気信号を検出信号として出力するようにした。

【００４２】その結果、拡散歪みゲージ１８は、従来の
バルクの歪みゲージ５２のように指部材１４に取着する
必要がない。また、拡散歪みゲージ１８の位置は、指部
材１４の先端から一定の位置となり、精度良く形成する
ことができ、各指部材１４毎の検出信号のばらつきを防
ぐことができる。

【００４３】（４）拡散歪みゲージ１８は、従来のバル
クの歪みゲージ５２に比べて小さく形成することができ
るので、指部材１４の先端付近に形成することができ
る。また、指部材１４には、薄肉部２１を形成し、その
指部材１４の撓みによって拡散歪みゲージ１８が撓むよ
うにした。その結果、従来のバルクの歪みゲージ５２を
用いたマニピュレータ５１に比べて、その力の検出感度
を高めることができる。

【００４４】（５）指部材１４，１５の先端を斜めに成
形してハンドリング部１６，１７を形成した。その結
果、マニピュレータ１１のハンドリング面積が広くな
り、平面上に置かれた対象物Ｗをハンドリング部１６，
１７のどの場所でも挟み込むことができるので、微小な
対象物Ｗを容易にハンドリングすることができる。

【００４５】（６）上記の製造工程によれば、通常の半
導体を製造する工程にたいして特別な工程が必要ないの
で、容易にマイクロピラミッド２２，２３を有する指部
材１４，１５を製造することができる。

【００４６】尚、本発明は以下のように変更してもよ
く、その場合にも同様の作用及び効果が得られる。（１）上記実施の形態では、マイクロピラミッド２２，
２３の表面を導電性の金属膜により被膜してファンデル
ワールス力を低減するようにしたが、金属膜を設けずに
実施してもよく、その際にもファンデルワールス力をハ
ンドリングに十分なほどに低減することができる。

【００４７】（２）上記実施の形態では、マイクロピラ
ミッド２２，２３を八角錐状に形成したが、六角錐、八
角柱、六角柱等の任意の形状に形成して実施してもよ
い。（３）上記実施の形態では、ダイシングにより指部材１
４，１５の外形形状を成形したが、異方性エッチング又
は等方性エッチングにより外形形状を成形するようにし
てもよい。

【００４８】（４）上記実施の形態において、面方位
（１００）のシリコン基板を用いて指部材１４を形成し
たが、面方位（１１０）のシリコン基板を用いることに
より、薄肉部２１を形成する際に、側面から垂直にエッ
チングすることができる。尚、面方位（１１０）のシリ
コン基板を用いた場合、歪みゲージ１８を方位＜１１１
＞に沿って形成した場合に、同じ歪み量に対する出力電
圧が最も大きくなる。

【００４９】（５）上記実施の形態では、指部材１４，
１５を単結晶シリコンにより形成し、一方の指部材１４
に拡散歪みゲージ１８及び薄肉部２１を形成してマニピ
ュレータ１１の力を検知するようにしたが、他方の指部
材１５にも同様に拡散歪みゲージ１８及び薄肉部２１を
形成し、一対の指部材１４，１５の双方でマニピュレー
タ１１の力を検知するようにしてもよい。

【００５０】（６）上記実施の形態では、一対の指部材
１４，１５の双方を単結晶シリコンにより形成したが、
薄肉部２１及び拡散歪みゲージ１８を形成しない側の指
部材１５をステンレス等の金属により形成してもよい。

【００５１】（７）上記実施の形態では、酸化膜３２に
井桁状の窓３２ｂを形成してマイクロピラミッド２２，
２３を縦横に配列して形成したが、その配列は任意でよ
く、例えば、斜めに配列して形成する、ランダムに形成
するなど様々に形成して実施してもよい。その際、マイ
クロピラミッド２２，２３の高さ及び間隔を対象物Ｗが
側面１６ａ，１７ａから離間するように設定することは
いうまでもない。

【００５２】以上、この発明の各実施の形態について説
明したが、各実施の形態から把握できる請求項以外の技
術思想について、以下にそれらの効果とともに記載す
る。（イ）請求項１〜３に記載のマイクロマニピュレータに
おいて、前記指部材（（１４）には薄肉部（２１）が形
成され、拡散歪みゲージ（１８）はその薄肉部（２１）
の表面に形成されたマイクロマニピュレータ。この構成
によれば、薄肉部によって指部材が撓みやすく、把持す
る力の検出感度を高めることが可能となる。

【００５３】（ロ）請求項４又は５に記載のマイクロマ
ニピュレータの製造方法に加えて、更に、単結晶シリコ
ン基板（３１）の裏面からエッチングして薄肉部（２
１）を形成する工程を備えたマイクロマニピュレータの
製造方法。この構成よれば、薄肉部によって指部材が撓
みやすく、把持する力の検出感度を高めることができる
マイクロマニピュレータを容易に製造することが可能と
なる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
微小な対象物を確実にハンドリングすることが可能なマ
イクロマニピュレータを提供することができる。また、
そのようなマイクロマニピュレータを容易に製造するこ
とが可能な製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (a) はマニピュレータの平面図、(b) は側面
図。

【図２】ハンドリング部の拡大平面図。

【図３】 (a) はマイクピラミッドの平面図、(b) は側
面図。

【図４】第一の実施の形態のマニピュレータを示す斜
視図。

【図５】付着力の実験する遠心型付着力装置の概略構
成図。

【図６】遠心力に対する対象物の残存率を示す特性
図。

【図７】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図８】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図９】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１０】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１１】 (a) はマニピュレータの製造工程を示す断
面図、(b) は平面図。

【図１２】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１３】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１４】 (a) はマニピュレータの製造工程を示す断
面図、(b) は平面図。

【図１５】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１６】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１７】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１８】マニピュレータの製造工程を示す断面図。

【図１９】従来のマイクロマニピュレータを示す斜視
図。

【符号の説明】

１４，１５…指部材、１８…拡散歪みゲージ、１６，１
７…ハンドリング部、２２，２３…突部としてのマイク
ロピラミッド、３１…シリコンウェハ、Ｗ…対象物。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微小な対象物（Ｗ）をハンドリングする
ためのマイクロマニピュレータであって、前記対象物（Ｗ）を把持する一対の指部材（１４，１
５）と、前記一対の指部材（１４，１５）のうちの少なくとも一
方に形成され、前記対象物（Ｗ）を把持する力を検知す
るための拡散歪みゲージ（１８）と、前記一対の指部材（１４，１５）の先端の相対向する面
に形成され、前記対象物（Ｗ）をそれらの面から離間し
て把持する突部（２２，２３）とを備えたマイクロマニ
ピュレータ。
【請求項２】請求項１に記載のマイクロマニピュレー
タにおいて、前記突部（２２，２３）の表面には、導電性の金属膜
（３６）が形成されたマイクロマニピュレータ。
【請求項３】請求項１又は２に記載のマイクロマニピ
ュレータにおいて、前記指部材（１４，１５）は、先端が斜めに成形されて
ハンドリング部（１６，１７）が形成され、前記突部
（２２，２３）はハンドリング部（１６，１７）の相対
向する面（１６ａ，１７ａ）に形成されて前記対象物
（Ｗ）を面（１６ａ，１７ａ）から離間して把持するよ
うにしたマイクロマニピュレータ。
【請求項４】指部材（１４，１５）となる単結晶シリ
コン基板（３１）の表面側に酸化膜（３２）を形成する
工程と、前記酸化膜（３２）の所定領域に窓（３２ａ）を形成
し、その窓（３２ａ）から不純物を添加することによっ
て拡散歪みゲージ（１８）を形成する工程と、前記酸化膜（３２）に窓（３２ｂ）を形成し、その窓
（３２ｂ）から前記単結晶シリコン基板（３１）をエッ
チングすることによって突部（２４）を形成する工程と
からなる請求項１又は３に記載のマイクロマニピュレー
タの製造方法。
【請求項５】指部材（１４，１５）となる単結晶シリ
コン基板（３１）の表面側に酸化膜（３２）を形成する
工程と、前記酸化膜（３２）の所定領域に窓（３２ａ）を形成
し、その窓（３２ａ）から不純物を添加することによっ
て拡散歪みゲージ（１８）を形成する工程と、前記酸化膜（３２）に窓（３２ｂ）を形成し、その窓
（３２ｂ）から前記単結晶シリコン基板（３１）をエッ
チングすることによって突部（３４）を形成する工程
と、前記突部（３４）の表面に導電性の金属膜（３６）を形
成する工程とからなる請求項２又は３に記載のマイクロ
マニピュレータの製造方法。