Semiconductor International日本版（以下、SIJ）：MEMSの研究を始めるきっかけは。

田畑修：現在MEMSと呼ばれる研究分野に興味を持ったのは大学院の修士課程の時。当時、名古屋工業大学大学院計測工学専攻に在籍しており、共同研究先の名古屋大学環境医学研究所循環器部門にて心電図の情報処理の研究を行っていた。研究所の図書室で日本医用電子学会誌を読んでいたときに、神経線維束から活動電位を計測するためのシリコン製多孔能動電極チップを目にし、そのとき初めてシリコンの微細加工技術を知った。

　もともと大学に入る頃から、生物と機械、工学と医学の境界領域に関わる学問に興味があり、それがきっかけとなって豊田中央研究所に入社、医療用のシリコンマイクロフロー（流量）センサーの研究を行った。その後、自動車用の加速度センサー、赤外線のイメージセンサー、イオン濃度センサーなどの研究に携わり、微細加工技術そのものや微細加工に使われる材料の研究などを行うようになった。

SIJ：現在、研究室で行っている取り組みとは。

田畑：研究室で行っているのは、大きく分けると三つ。三次元（厚さ）方向に自由度の高い微細加工を施すためのMEMS用微細加工技術、どうやってMEMSデバイスにナノレベルの機能部品を組み込んでいくかというアセンブル方法の確立、そして、薄膜材料の機械的物性の評価・解析技術の確立、に取り組んでいる（詳細はP61の囲み記事を参照）。

　標準的な半導体の微細加工装置は、主に桂インテックセンターのナノ工学高等研究院、ベンチャービジネスラボラトリー、機械系専攻の共同利用設備を活用している。それ以外に、特殊な微細加工装置や評価・解析用の装置を研究室で独自に開発し、オリジナリティの高い研究を行なっている。

SIJ：MEMSの研究開発における大学の役割とは。

田畑：大学が果たすべき役割は三つある。ひとつは、次世代を担う研究者・技術者の育成。将来、大学あるいは企業においてMEMS技術をさらに高度化し、これを駆使して国際的な視野を持って社会に貢献できる研究開発を行なう人材を育てることは大学の使命である。二つ目は、MEMS産業が順調に成長するための産業界・社会へのサポート活動。MEMS産業を支えている企業あるいは参入を考えている企業の研究開発を支援する産業界へのサポート、および学会・学会誌の企画・運営、教科書・ハンドブックなどの執筆や編修、国際会議、国内会議、シンポジウムの企画・運営などの社会へのサポートも重要である。三つ目は、10年後あるいは15年後に重要になる技術シーズを創り、それを育てて大きな「流れ」にすべく地道な研究開発を続けること。これはすぐには使い物にならないリスクの高い研究であり、大学が果たすべき最も重要な役割である。MEMSは、1970年代頃から米国などで研究開発が開始され、最近になってようやく日の目を見るようになってきた。大きな流れとなる新しい技術には、必ずその「源」の研究を地道に続けてきた人たちがいる。10年後に大きな流れになる源流が今もどこかにあるはずであり、大学にはそういった源流を作り出す研究を行うことが求められている。ただ、源流は追い求めていっても消えてしまう可能性もある。しかし伏流水となってどこかで再び大河の源流となるかもしれない。すでに主流になっているところをサポートしているだけでは大学の存在価値はないと思う。

SIJ：MEMSは我々の生活にどういった影響をもたらすか見えにくい。

田畑：そもそもMEMSは、技術としても応用としても明確な定義がない。その解釈は人それぞれともいえる。それゆえ、MEMSそのものが捉えにくい側面がある。また、例えば半導体デバイスがパーソナルコンピュータ（PC）の中に入っているということは広く人々に認知されている。PC以外にも自動車や家電製品などあらゆる電子機器に使われており、我々の生活を支えている。MEMSには半導体でいうところのPCのように多くの人が明確に認知できるようなアプリケーションがない。今では半導体と同様に自動車や携帯電話などにも広く使われるようになってきているが、一般の人々にはどの製品にどういったMEMS技術が使用されているかということは認識しにくい。しかし、ことさらMEMSを使っていることを喧伝する必要はないと思う。今後も我々の生活の中の幅広い分野で、当たり前の技術としてMEMSが使用されるようになっていくべきであるし、そうなって欲しい。

SIJ：製造技術における課題は。

田畑：さまざまな課題が山積している。例えば、MEMS製造で一般的に使われている深堀エッチング技術は、単に高いアスペクト比が得られるということだけでなく、最近では加工速度のさらなる高速化が求められてきている。また、コスト面では、パッケージングやチップレベルの高密度実装などの課題もある。LSIに代表されるシリコン半導体では同一の構造を積層することで高密度化が達成できるが、MEMSの高密度化は多彩なプロセスで作製した多用な構造、多様な材料から構成されるMEMS要素を積層化・ハイブリッド化する必要がある。これもMEMSデバイスの製造における今後の課題である。

SIJ：パッケージング技術が低コスト化の鍵を握っている。

田畑：例えば、加速度センサーは、おもりとそれを支えるばねで構成されているが、センサーの感度をより高いものにしようとすると、ばねを繊細にして柔らかくする必要があり、その構造は壊れやすく、脆弱になる。それゆえ外的ショックの影響を受けやすくなり、パッケージングの際の扱いなどが非常に困難になる。また、コストパフォーマンスにおいてもパッケージングは重要である。加速度センサーや圧力センサーなどは、デバイス作製コストの2/3以上がパッケージングに費やされているといわれる。そのため、トータルでデバイスコストを低減するためには、コストの大部分を占めるパッケージングコストをいかにして削減するかが重要になってくる。こうした問題解決のため、最近では大学の研究機関などでウェーハレベルパッケージング（WLP）実現のための取り組みも行われるようになってきている。

SIJ：MEMSに用いられる材料も多様化してきている。

田畑：最近のMEMS技術には三つの流れがある。その一つが材料の多様化である。材料が多様化してきたことで、それぞれ異なるプロセス技術を必要とする多様な材料をうまくインテグレーションすることが重要となってきている。もう一つの流れはコンポーネントの微細化である。トップダウンあるいはボトムアップなど種々提案されている微細加工手法をどのように駆使してナノレベルの微細加工を施したコンポーネントをMEMSに組み込むかという課題がある。

　また、そもそもMEMSは機械と電気の融合であったが、最近では化学的な現象もMEMSで扱うようになってきている。そのため、微小領域で多くの物理・化学現象が複雑に相互作用しているMEMSを設計し、特性を予測し、設計通りに動作するか検証する手法の確立も重要な課題の一つである。

SIJ：標準化やロードマップの必要性については。

田畑：MEMS技術の標準化やロードマップを作成することは必要だろう。ただ、進むべきベクトルが同一方向の半導体業界とは異なり、MEMSには多様なアプリケーションが存在し、それぞれが異なる基盤技術を用いているために全体のロードマップが描きにくい。しかし、ある目標仕様が示された時に、どの原理を用いて、どういった構造を採用し、どの材料を使用して、どの微細加工法でデバイスを作製するかの最適なアプローチの組み合わせを示すことができるようにMEMS技術を体系化し、開発期間の短縮、コストの低減といったことを実現しなければMEMSを産業化することはできない。

　MEMSは既存の多くの分野のような「Analysis（解析）」の学問ではなく、「Synthesis（統合）」の学問である。そのためにも、全体が見えるようにMEMS技術を体系化し、最適なアプローチでMEMSを実現する方法論を確立する必要があり、これも我々の役割だと思っている。今後MEMSを含むナノシステム実現に関わる我々に課せられた重要な課題は、ナノシステム構築のための知識を体系化しSynthesisするための方法論（SENS：Synthetic Engineering for Nano System）を確立することであると考えている。

SIJ：ビジネスとして発展させていくための課題は。

田畑：MEMSに参入しようとする企業は多いが、やろうとしていることはどこも似ている。マイクロミラーやジャイロなど、すでに市場があるところで他社よりもコストパフォーマンスの高い製品の開発を目指すケースが多い。もしくは、アイディアを持たずに「何かないか」と訪ねてくる企業で二極化されている。大企業は、市場規模が大きく、低価格で量産可能なデバイスにのみ興味を示す。ユニークで希少なデバイスを開発しようとするならば、独自の技術を持った中小の企業が連携して力を発揮することが必要だろう。MEMS産業の裾野を広げるためにも、中小企業が連合できる体制づくりは必要であり、彼らが活躍できるような環境を整備することが求められている。