LIGA

LIGAとは、高こうアスペクト比ひ（100:1オーダー）の微細びさい構造こうぞうを製作せいさくする微細びさい加工かこうである。 LIGAという呼称こしょうは、
フォトリソグラフィ (Lithographie)
電解でんかいめっき (Galvanoformung)
形成けいせい (Abformung)
という各かく工程こうていのドイツ語ごの頭文字かしらもじに由来ゆらいしている。

LIGAプロセスで製造せいぞうされた同位どうい体たい分離ぶんり用ようノズル

LIGAプロセスで製造せいぞうされた微細びさい構造こうぞう体たい。

LIGAプロセスで製造せいぞうされた光ひかりスイッチ

1980年代ねんだい初頭しょとうにカールスルーエ核かく開発かいはつ研究所けんきゅうじょ (Institut für Kernverfahrenstechnik IKVT) ^[1]^[2]のErwin Willy BeckerとWolfgang Ehrfeldのチームによってウラン濃縮のうしゅくのための圧力あつりょく勾配こうばいで噴出ふんしゅつするガスの遠心えんしん力りょくを用もちいる流体りゅうたい素子そしの一種いっしゅである同位どうい体たい分離ぶんりノズルを製造せいぞうするために開発かいはつされた^[3]^[4]^[5]^[6]。

LIGAの主おもな特徴とくちょう（X-線せん LIGA）

100:1オーダーの高こうアスペクト比ひ
側面そくめん壁かべの角度かくどは89.95°
側面そくめん壁かべの表面ひょうめん粗あらさはRa=10 nm程度ていど（光学こうがくミラーとして使用しようできるレベル）
構造こうぞう部ぶの高たかさは数すう十じゅう μみゅーmから数かず mm程度ていど
平面へいめん方向ほうこうに数すうセンチにわたってミクロンスケールの微細びさい構造こうぞう体たいを実現じつげんできる

LIGAは高こうアスペクト比ひの微細びさい構造こうぞう物ぶつを作成さくせいする要求ようきゅうに応こたえる最初さいしょの主要しゅような技術ぎじゅつの一ひとつである。MEMS素子そしの製造せいぞうにおいて重要じゅうような役割やくわりを担になう。高こう輝度きどのX線せんを要ようするのでシンクロトロン放射光ほうしゃこうを使用しようする。

今日きょうでは3種類しゅるいの異ことなるLIGA技術ぎじゅつがある。

X-線せん LIGA　
- 概要がいよう：最初さいしょに開発かいはつされたLIGA技術ぎじゅつ。高価こうかだが高こう精度せいどで高こうアスペクト比ひを実現じつげん。できあがった金属きんぞく三さん次元じげん形状けいじょうを金かね型がたとして利用りようすることで樹脂じゅしやセラミックの射出しゃしゅつ成型せいけいも行おこなわれる。
- 製造せいぞう：導しるべ電でん体からだ基板きばんにX線せん硬化こうかポリマーのフォトレジスト（一般いっぱんにPMMA）を塗布とふし、シンクロトロン放射光ほうしゃこう（高こうエネルギーX線せん）照射しょうしゃでマスクパターンを転写てんしゃする。レジスト除去じょきょによってできあがる三さん次元じげん形状けいじょうの除去じょきょされてできた凹部に金属きんぞくを電でん着ぎする。次つぎに金属きんぞく部ぶ以外いがいも除去じょきょすることで金属きんぞくの三さん次元じげん形状けいじょうのみとなる。

UV-LIGA　
- 　X線せんLIGAに比くらべて実現じつげん可能かのうな精度せいどは低下ていかするが、そこまでの高こうアスペクト比ひの不要ふような場合ばあいなどに安価あんかな方法ほうほうとして用もちいられる。
- 　通常つうじょうは水銀すいぎん灯とうからの紫外線しがいせんを使用しようする。またSU-8のような特殊とくしゅなフォトレジストを使用しよう。マスクにはシンプルなクロムマスクを使つかう。（X線せんLIGAでは高価こうかなX線せんマスクが必要ひつようだが、光学こうがくマスクでは熱ねつや透過とうか率りつが問題もんだいにならないためクロムマスクで十じゅう分ふん）

シリコン-LIGA　シリコンの加工かこうにDRIEを使用しようする。
- 　サンディア国立こくりつ研究所けんきゅうじょの研究けんきゅう者しゃ達たちが1990年代ねんだいから2000年代ねんだい初頭しょとうにかけて開発かいはつした。

脚注きゃくちゅう

[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]

^ 現在げんざいの名称めいしょう: Forschungszentrum Karlsruhe (Karlsruhe Research Center)
^ 現在げんざいの名称めいしょう/後継こうけい機関きかん: Institute for Microstructure Technology (Institut für Mikrostrukturtechnik) IMT
^ LIGA プロセス―マイクロデバイスへの応用おうようと今後こんごの展望てんぼう―
^ Becker, E. W.; Ehrfeld, W.; Münchmeyer, D.; Betz, H.; Heuberger, A.; Pongratz, S.; Glashauser, W.; Michel, H. J. et al. (1982). “Production of Separation-Nozzle Systems for Uranium Enrichment by a Combination of X-Ray Lithography and Galvanoplastics”. Naturwissenschaften 69 (11): 520–523. doi:10.1007/BF00463495.
^ E. W. Becker; W. Ehrfeld; P. Hagmann; A. Maner; D. Munchmeyer (1986年ねん5月がつ). “Fabrication of microstructures with high aspect ratios and great structural heights by synchrotron radiation lithography, galvanoforming, and plastic moulding (LIGA process)”. Microelectronic Engineering 4 (1): 35-56. doi:10.1016/0167-9317(86)90004-3.
^ P. Hagmann; W. Ehrfeld (1989年ねん). “Fabrication of Microstructures of Extreme Structural Heights by Reaction Injection Molding”. International Polymer Processing (Hanser Publishers) 4 (3): 188-195. doi:10.3139/217.890188.

外部がいぶリンク

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[1] 現在げんざいの名称めいしょう: Forschungszentrum Karlsruhe (Karlsruhe Research Center)

[2] 現在げんざいの名称めいしょう/後継こうけい機関きかん: Institute for Microstructure Technology (Institut für Mikrostrukturtechnik) IMT

[3] LIGA プロセス―マイクロデバイスへの応用おうようと今後こんごの展望てんぼう―

[Becker-1982-4] Becker, E. W.; Ehrfeld, W.; Münchmeyer, D.; Betz, H.; Heuberger, A.; Pongratz, S.; Glashauser, W.; Michel, H. J. et al. (1982). “Production of Separation-Nozzle Systems for Uranium Enrichment by a Combination of X-Ray Lithography and Galvanoplastics”. Naturwissenschaften 69 (11): 520–523. doi:10.1007/BF00463495.

[5] E. W. Becker; W. Ehrfeld; P. Hagmann; A. Maner; D. Munchmeyer (1986年ねん5月がつ). “Fabrication of microstructures with high aspect ratios and great structural heights by synchrotron radiation lithography, galvanoforming, and plastic moulding (LIGA process)”. Microelectronic Engineering 4 (1): 35-56. doi:10.1016/0167-9317(86)90004-3.

[6] P. Hagmann; W. Ehrfeld (1989年ねん). “Fabrication of Microstructures of Extreme Structural Heights by Reaction Injection Molding”. International Polymer Processing (Hanser Publishers) 4 (3): 188-195. doi:10.3139/217.890188.

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